来源：艾姆斯国家实验室(Ames National Laboratory)，由丽莎•洛克(Lisa Lock)编辑，安德鲁•齐宁(Andrew Zinin)审校；电子科技大学太赫兹科学技术研究中心 高慧 编译

    美国能源部艾姆斯国家实验室与爱荷华州立大学的科学家在一类超导材料中发现了一种意想不到的“量子回波”。这一发现为理解量子行为提供了新视角，这些行为可能用于下一代量子传感与计算技术。

    超导体是一种能够无电阻传导电流的材料。在这些超导体内部存在着被称为“希格斯模式”的集体振动。希格斯模式是一种量子现象，当其电子势以类似于希格斯玻色子的方式波动时就会出现。它们通常在材料经历超导相变时产生。

    观察这些振动长期以来一直是科学家面临的挑战，因为它们存在的时间极短。它们还与准粒子之间存在复杂的相互作用；准粒子是超导性破裂时产生的类电子激发态。

    然而，通过使用先进的太赫兹（THz）光谱技术，研究团队在用于量子计算电路的超导铌材料中发现了一种新型量子回波，称为“希格斯回波”。

    艾姆斯实验室科学家、研究团队负责人王继刚(Jigang Wang)解释道：“与在原子或半导体中观察到的常规回波不同，希格斯回波源于希格斯模式与准粒子之间的复杂相互作用，从而产生了具有独特特性的异常信号。”

    据王继刚介绍，希格斯回波能够记忆并揭示材料内部隐藏的量子路径。通过使用精确定时的太赫兹辐射脉冲，他的团队得以观测到这些回波。利用这些太赫兹辐射脉冲，他们还可以借助回波对该超导材料中嵌入的量子信息进行编码、存储和检索。

    这项研究在发表于Science Advances的论文《通过希格斯相干干涉发现非常规量子回波》中得到了进一步讨论。

    这项研究展示了在超导体中控制和观测量子相干性的能力，并为量子信息存储和处理的潜在新方法铺平了道路。

    王继刚表示：“理解和控制这些独特的量子回波，使我们向实现实用量子计算和先进量子传感技术更近了一步。”

    更多研究详情：Chuankun Huang et al, Discovery of an unconventional quantum echo by interference of Higgs coherence, Science Advances (2025). DOI: 10.1126/sciadv.ads8740