義大利研究人員將光轉化為超固體，開創量子科技新紀元

義大利的研究團隊在科學界取得重大突破，成功將光轉化為一種名為「超固體」的量子態物質。這種奇特的物質狀態結合了固體的結構穩定性與流體的無阻礙流動性，其研究成果已於2025年3月發表，為量子科技和光子技術的發展開啟了嶄新的可能性。

傳統上，超固體是透過將原子冷卻至接近絕對零度，使其粒子排列成晶體結構同時保有超流體特性而製成。然而，此次研究顛覆了這一觀念，證明了透過操控光本身，也能夠創造出超固體。研究人員利用一種由鋁和砷化鎵構成的半導體材料，該材料被精密地蝕刻成具有特定溝槽圖案的結構。當雷射光束投射到此材料上時，便產生了由光子與半導體中的激子（電子-電洞對）相互作用而形成的準粒子——激態極化子（polaritons）。

這些激態極化子被侷限在微觀結構中，進而自發地組織成晶體結構，同時保有超流體的特性。這項實驗的實現，需要極其精密的測量來確認所產生的物質確實同時具備固體的剛性與超流體的無黏滯性。研究人員必須精確地表徵激態極化子的密度調變，偵測到微小的變化量，以觀察到標誌著從均勻狀態轉變為有序狀態的「平移對稱性破壞」現象，這是晶體固體的典型特徵。

這項突破為量子和光子技術的應用帶來了廣闊的前景，例如更有效率的照明設備、無摩擦潤滑劑，或是神經形態電腦。此外，這項發現也可能促進超導體、量子計算等領域的進展。此研究由歐洲聯盟的Q-ONE和PolArt計畫提供資金支持，並發表於權威期刊《自然》（Nature）。

值得注意的是，此研究成果與歐洲聯盟的Q-ONE計畫緊密相關，該計畫旨在開發世界首創的量子儲器處理器，用於感測和測量光子的量子態，如量子糾纏。PolArt計畫則專注於利用激態極化子實現硬體級別的人工神經網路，以期實現更快的處理速度和更低的能耗。這些計畫的推進，與本次將光轉化為超固體的實驗成果相輔相成，共同推動著量子科技的發展。