暗物质研究这个当代物理学前沿领域，如何捕捉暗物质与普通物质之间极其微弱的相互作用信号，一直是国际科学界的难题。理论预测认为，占宇宙总质量约85%的暗物质可能由轴子构成，这类粒子形成的拓扑缺陷会在地球运动过程中产生纳米尺度的“宇宙褶皱”。然而，要探测这种转瞬即逝的相互作用，几乎等同于在强环境噪声中辨认单个光子的微弱闪烁，传统单一探测器长期受限于信噪比不足这一关键瓶颈。 中国科学技术大学自旋磁共振实验室彭新华、江敏团队提出并实现了突破性方案。团队首创“量子信号延长存储”与“相干态放大”两条技术路径：一上将原子核自旋相干时间延长至分钟量级，使探测窗口扩大近千倍；另一方面自主研制量子放大器，将信号强度提升约百倍，两项关键指标均达到国际领先水平。 更重要的是，团队在全球首次实现量子传感器的组网观测。研究人员在合肥与杭州建设跨省观测站点，采用北斗卫星授时实现纳秒级时间同步，搭建分布式探测网络。该方案通过多站点数据交叉验证，有效降低环境干扰引发的误报，使探测置信度提升至99.9%以上。实验数据显示，组网系统对轴子-核子耦合常数的探测限较国际同类实验提高了两个数量级。 此项成果显示，我国在量子精密测量领域取得关键进展。科技部基础研究司专家表示，这一路线不仅面向暗物质搜寻，未来在引力波探测、深地物理实验等极弱信号探测场景也具备应用潜力。中科院院士评价认为，多节点协同的“科学观测网”模式有望为新一代大科学装置的建设提供新的思路。
探索暗物质，既是在追问自然规律，也是在挑战测量能力的极限。以核自旋量子传感为基础、以跨城网络协同为路径的实践表明：面对前沿科学问题，突破往往来自两条路线的叠加——既把单台仪器做得更强，也把多点系统做得更稳。面向更深层的宇宙之谜，持续的原创技术积累、开放的交叉验证机制与长期稳定运行的科学装置，将成为通向答案的重要支撑。