真空涨落增强超导示意图。中国科大供图

中国科学技术大学教授曾长淦、特任教授程广珲领衔的研究团队，联合上海交通大学副教授蒋庆东、美国麻省理工学院教授Frank Wilczek等合作者，在量子物态调控领域取得重要进展：首次利用“暗腔”实现真空涨落增强超导。8月19日，相关研究成果发表于《自然》。

在量子电动力学世界中，真空并非空无一物，而是时刻存在虚粒子的不断产生与湮灭过程，如同一片充满真空涨落的动态“海洋”。然而，自由空间中的真空涨落信号通常较弱，难以对宏观凝聚态体系产生可观测的影响。如何将真空涨落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。

曾长淦团队长期深耕凝聚态体系中的量子涨落效应研究。此前，团队已开展了对真空涨落效应本身的调控，实现了卡西米尔力由吸引到排斥的可逆转变。这也启发该团队进一步思考一个问题：能否利用真空涨落实现对宏观量子物态的可控调节？

为此，团队引入太赫兹分裂环谐振器构成的“暗腔”，通过重塑电磁环境，显著增强真空涨落。团队将超导体二硒化铌嵌入暗腔，发现暗腔中二硒化铌的超导临界温度实质性升高。在六层二硒化铌器件中临界温度最高提升5.4%。同时，超导体的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。

通过严格的对照实验，团队排除了应变、退化、非均匀性等常规因素。尤为关键的是，实验发现超导增强效应随暗腔特征频率呈现共振峰形依赖关系，为超导态与暗腔耦合提供了关键证据。

在理论研究层面，蒋庆东研究组与Wilczek基于金兹堡-朗道理论框架提出，超导态与暗腔交换虚光子，降低超导态能量，从而增强超导。当腔模的特征能量与超导材料的低能涨落能量相匹配时，超导增强效应最强。

研究人员表示，该研究通过腔体工程化真空涨落，实现了对超导稳态的无外部驱动、非接触式增强，为探索超导机理与设计新型超导器件提供了新思路。这一全新“非接触式旋钮”有望广泛应用于量子物态调控。

相关论文信息：https://doi.org/10.1038/s41586-026-11037-x

（原载于《中国科学报》 2026-08-21 第1版 要闻）