真空涨落增强超导首次被实验证实

真空并非空无一物，量子电动力学告诉我们，真空中不断有虚粒子对产生和湮灭，这些涨落通常微弱得难以察觉。但中国科学技术大学曾长淦、程广珲团队联合上海交通大学、麻省理工学院等合作者，首次在实验中利用真空涨落增强了超导现象，成果发表于《自然》。

暗腔如何放大真空涨落

研究团队引入太赫兹分裂环谐振器构成的“暗腔”，这种结构能重塑电磁环境，显著增强真空涨落。他们将超导体二硒化铌嵌入暗腔，发现其超导临界温度获得实质性提升：在六层二硒化铌器件中，临界温度最高提升5.4%。同时，临界电流和临界磁场在超导转变附近也显著增强。这是国际上首次实验观测到真空涨落增强超导。

自由空间中的真空涨落通常较弱，难以对宏观凝聚态体系产生可观测影响。如何将其转化为调控量子物态的资源，是凝聚态物理与腔量子电动力学交叉领域的重要课题。这项研究的意义在于，它证明了真空涨落可以作为一种可控的调控手段，而不仅仅是理论上的背景效应。

超导现象在量子计算、精密测量等领域有广泛应用。提升超导临界温度，意味着超导材料在更高温度下工作，降低冷却成本。虽然5.4%的提升幅度有限，但这一机制为未来通过环境工程优化超导性能提供了新思路。此外，真空涨落作为量子资源，可能在其他量子物态调控中发挥作用，例如量子模拟或量子信息处理。

这项研究展示了基础物理与材料科学的交叉创新，也为探索量子真空的实用价值打开了新窗口。