科学家在超导体中检测到了“希格斯回声”，其或可改进量子计算。该效应揭示了隐藏的量子态并对其进行操控。

美国能源部艾姆斯国家实验室和爱荷华州立大学的研究人员在超导材料中发现了一种不同寻常的“量子回波”。这一发现为量子行为提供了新的认识，有望应用于未来的量子传感和计算系统。

超导体是能够导电而不产生任何电阻的特殊材料。在这些材料内部，科学家们可以观察到一种被称为“希格斯模式”的集体振动。希格斯模式是当材料内部的电子势能以一种类似于希格斯玻色子行为的方式变化时产生的量子效应。当材料处于向超导态转变的过程中时，这些模式就会出现。

先进光谱学揭示出希格斯回波

科学家发现这些振动十分困难，因为这些振动持续时间很短，并且以复杂的方式与准粒子相互作用——当超导性失效时，会形成类电子激发。

研究人员使用先进的太赫兹（THz）光谱方法，在常用于量子计算电路的超导铌材料中，发现了一种新的量子回波形式，即“希格斯回波”。

独特属性与量子信息潜力

爱荷华州立大学阿姆斯实验室 (Ames Lab) 的科学家、研究团队负责人王继刚（音译）解释说：“与在原子或半导体中观察到的传统回声不同，希格斯回声是由希格斯模式和准粒子之间复杂的相互作用而产生的，从而产生具有独特特征的异常信号。”

王（Wang）表示，希格斯回波能够记录和揭示物质内部隐藏的量子路径。他的团队通过使用精确定时的太赫兹辐射脉冲，能够观察到这些回波。利用这些太赫兹辐射脉冲，他们还能够利用回波对嵌入这种超导材料中的量子信息进行编码、存储和检索。

本研究表明了在超导体中控制和观察量子相干性的能力，并为潜在的全新量子信息存储和处理方法铺平了道路。

王（Wang）说：“理解和控制这些独特的量子回波让我们距离实现实用的量子计算和先进的量子传感技术更近了一步。”

参考文献：《通过希格斯相干干涉发现非常规量子回波》，作者：黄传坤、马丁·穆茨、罗亮、程迪、阿维纳什·卡特里、朴钟默、金理查德 H. J.、强义华、奎托·维克托 L.、姚永新、奥思·彼得 P.、佩拉基斯·伊利亚斯 E.、王继刚，发表于2025年6月25日，《科学进展》。DOI：10.1126/sciadv.ads8740

本项目部分由超导量子材料和系统中心（SQMS）提供支持。

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