极端低温与强磁场环境下的精密测量中，科研人员长期受制于关键技术瓶颈。传统核磁共振技术精度较高，但对磁场均匀性要求极严，在存在复杂梯度的磁场里容易产生信号失真，进而限制量子计算、凝聚态物理等前沿研究的推进。针对此难题，中国计量科学研究院赵建亭研究员领衔的联合攻关团队选择以新型二维材料石墨烯为切入点。研究人员采用类似精密装配的工艺，将两层单晶石墨烯按特定角度堆叠，并用六方氮化硼进行原子级封装，制备出微米级大角度转角双层石墨烯器件。实验中，团队在3至30特斯拉强磁场范围内，首次捕捉到规律性菱形排列的量子化图案，其形貌被称为“中国结”。武汉大学理论团队深入分析指出，“中国结”图案源于电子相态之间的动态竞争与转换。更关键的是，图案中特征峰的间距与磁场强度呈严格线性关系，使得研究人员可以通过测量“节间距”反推出磁场强度，原理类似读取精密刻度尺。相比传统方法在非均匀磁场中约0.5毫米的空间分辨率，该技术将分辨率提升到微米量级，实现了显著精度跃升。该技术的价值主要体现在三上：一是为极端条件下的材料研究提供了新的探测手段；二是推动量子传感技术向应用落地迈进；三是其模块化设计为后续系统集成提供了基础。据项目负责人介绍，团队已启动阵列化集成研发，未来有望用于超导磁体、聚变装置等复杂磁场环境的高密度测绘。
从“测得一个数”到“绘出一张图”——低温强磁场探测能力的跃升——关键在于极端条件下信息获取方式的升级。将量子化图谱转化为可读取的“刻度”，既回应了基础研究中的技术瓶颈，也为高场科学装置的精细化运行提供了新的可能。随着关键工艺与集成技术逐步成熟，强磁场的“微观地图”有望成为更多前沿探索的重要基础。