量子科技重大突破！科學家首度觀測到「超輻射相變」

歷經半世紀的等待，科學家終於首次觀測到一種神秘的量子相變現象。這項被稱為「超輻射相變」(SRPT)的發現，不僅驗證了1954年提出的著名理論模型，更可能為量子電腦、感測器與通訊技術帶來革命性進展。

根據4月4日發表於《科學進展》期刊的研究，當研究團隊將含有鉺、鐵和氧的晶體冷卻至接近絕對零度(-271.67°C)，並施加比地球磁場強10萬倍的磁場後，成功誘發了這種特殊相變。實驗中，鐵離子與鉺離子的自旋波動產生協同作用，形成集體量子行為，其特徵與羅伯特·迪克(Robert H. Dicke)在1954年提出的預測完全吻合。

「傳統理論認為SRPT源自量子真空漲落與物質波動的互動作用，」萊斯大學應用物理博士生、共同第一作者Dasom Kim解釋：「但我們透過耦合晶體中兩種磁性子系統——鐵離子與鉺離子的自旋波動，實現了這種相變。」

研究團隊觀察到一個自旋模態能量訊號的消失與另一個模態的偏移，這些都是SRPT的明確證據。特別的是，他們利用磁振子(magnon)概念突破過去「不可行定理」的限制——讓鐵離子的磁振子取代真空漲落的角色，鉺離子自旋則對應物質波動。

這項發現的關鍵價值在於「量子壓縮」(quantum squeezing)效應。Kim指出：「在相變的量子臨界點附近，系統會自然形成量子壓縮態，大幅降低量子噪聲，使測量精準度顯著提升。」這項特性可望大幅提高量子感測器的靈敏度與運算保真度。

更令人振奮的是，SRPT的集體量子行為可能為當前量子電腦面臨的兩大難題——量子位元錯誤與退相干(decoherence)——提供天然解決方案。這種同步行為不僅能創造更穩定、相干時間更長的量子位元，其強相干互動作用還可能加速量子演演算法的基本運算單元(量子閘)操作。

從基礎科學到應用技術，這項突破開啟了量子工程的新篇章。隨著對SRPT機制的深入理解，科學家將能設計出更強大的量子裝置，讓昔日理論預測真正轉化為改變世界的科技。