自旋液体（spin liquid）描述物质中的一种特殊
自旋排布状态，它借用了液态物质原子排布特点来命名。
2011年8月，美国
马里兰大学伯克分校联合量子研究所(JQI)、
美国国家标准与技术研究院(NIST)和
乔治敦大学的科学家揭示了物质的量子状态——自旋液体的存在机理，有望加深科学家对超导性的理解，相关研究结果发表在《物理学评论快报》。
2016年12月，
复旦大学物理学系赵俊课题组与陈钢课题组及合作者在期刊《
Nature》（DOI: 10.1038/nature20614）上报道了观测到量子自旋液体中的分数化激发研究成果，研究人员利用
中子散射技术在量子自旋液体候选材料YbMgGaO4中首次观测到了分数化的自旋激发——完整的自旋子激发谱，这一结果为该体系中量子自旋液体态的实现提供了强有力的证据。
科学家们表示，可能存在着更复杂、更令人感兴趣的磁排列，它可能会产生量子自旋液体。比如，有一个等边三角形的反磁铁，每个角上都有一个原子自旋，其中一个自旋向上，一个自旋向下，那么第三个原子采用什么方向自旋呢？它不可能同时与前两个方向相反，因此，物理学家用“阻挫（frustrated）”来描述所有需求无法得到满足的情况。一个阻挫自旋系统的基态中将存在着许多个
简并（可以理解为等价）的自旋态， 这导致了所谓的“自旋液体态”的出现。此类系统里，每个自旋由于竞争机制彼此关联很强，但是在很低的温度下依然出现自旋态的涨落。
在新实验中，科学家们研究了当阻挫现象出现于一种具有六边形晶胞网格的物质中时所发生的情况。物质内的原子通过各自的自旋相互作用。距离最近的原子之间交互作用的强度用J1表示；次近的原子之间的作用力用J2表示。科学家们让六边形晶格中的原子相互作用，观察并计算了可能会出现的状态。
科学家们发现，就像温度变化会使水以不同形态存在一样，自旋之间交互作用的强度也会发生变化，形成“万花筒”似的多样状态。其中一种状态被证明为无序的量子自旋液体，当J2为J1值的21%到36%之间时，阻挫（frustration）会诱导自旋进入无序状态，使得整个样本同时存在着数百万种量子态。
参与研究的科学家加里塔斯基表示，很难想象一个微小的二维物质能同时以如此多状态存在，人们应把自旋看成像粒子一样自由运转的实体，即
自旋子（spinon），其会结合在一起，就像水分子结合成液态水一样，因此得名量子自旋液体。而且，其与金属内部发生的情况类似，在金属内部，大多数原子的外层电子会离开其“宿主”原子，在金属内漂移，好像它们组成了液体（费米液体）。