نشر فريق مشترك من Ames National Laboratory التابع لوزارة الطاقة الأمريكية وجامعة ولاية آيوا نتائج بحثية هامة في مجلة Science Advances، حيث رصدوا لأول مرة ظاهرة كمومية تُسمى "صدى هيغز" في مادة النيوبيوم فائقة التوصيل. يوفر هذا الاكتشاف إمكانيات جديدة لتخزين ومعالجة المعلومات الكمومية.

استخدم الفريق تقنية التحليل الطيفي بأشعة التيراهرتز، ومن خلال نبضات إشعاعية محددة التوقيت، تم إثارة نمط هيغز في المادة فائقة التوصيل، وهو نوع من الاهتزازات الإلكترونية الجماعية يشبه بوزون هيغز. على عكس الصدى الكمومي التقليدي، ينشأ صدى هيغز الجديد من التفاعل الفريد بين نمط هيغز والجسيمات الشبهية، مما يتيح الاحتفاظ بمعلومات المسار الكمومي داخل المادة. أوضح البروفيسور جيجانغ وانغ، قائد المشروع: "هذا الصدى يتمتع بوظيفة الذاكرة، ويمكن استخدامه لترميز واسترجاع المعلومات الكمومية".

حقق البحث اختراقًا في التحكم بالتماسك الكمومي في المواد فائقة التوصيل. أظهرت التجارب أن تنظيم تسلسل نبضات التيراهرتز يمكن أن يتحكم بفعالية في قوة ومدة إشارة الصدى، مما يضع أساسًا لتطوير ذاكرة كمومية جديدة. في الوقت الحالي، تكون أوقات التماسك للكيوبتات فائقة التوصيل قصيرة نسبيًا، لكن خصائص صدى هيغز قد تمدد من زمن الاحتفاظ بالحالة الكمومية.

يستكشف الفريق حاليًا الإمكانيات التطبيقية لهذه الظاهرة في الحوسبة الكمومية الطوبولوجية وأجهزة الاستشعار الكمومية عالية الدقة. وقال وانغ: "فهم الآليات الفيزيائية لهذه الصدى الكمومية سيعزز تطوير تكنولوجيا كمومية أكثر استقرارًا وقابلية للتحكم".