量子研究又進一步，奧地利科學家首次觀察到量子相變

相變在我們生活中隨處可見，例如冰融化為水、水變成水蒸氣等等。不過，除了這些比較宏觀的相態變化過程之外，相變在無法用肉眼觀察的微觀世界中亦會出現——量子相變。這種量子級的現象在物理學研究中擔任著「重要角色」，但現階段科學家們對它的了解僅僅停留在理論推測層面。

最近由奧地利科學技術研究所 Johannes Fink 領導的研究小組打破了這一局面，首次觀察到一種發生在耗散量子系統的特殊相變過程——光子阻擋分解（photon-blockade breakdown）。Fink 解釋道，這次發現驗證了幾年前物理學家們的理論推測，對進一步探索量子系統具有重要的意義。

與我們平時認知的相變不同，光子阻擋分解不與溫度「掛鉤」，而與光子能量有關。當量子相處於初始躍遷狀態時（相當於融化前的冰塊），來自微波的光子會不斷填充系統中的「空位」從而阻止光子的流動——這時候系統是「不透光」的。當光子積累到一定臨界點時，這種「封鎖通路」被破壞，系統逐漸變為「透光」——直白來說就是量子系統「融化」成水了。

為了觀察這一變化過程，科學家們製造出一種由微波諧振器作為「空位」的具超導量子位的微型晶元。另外量子相變是在絕對零度環境下發生的，所以科學家們將微型晶元放置在絕對零度並保持溫度不變；然後向系統輸入微波啟動反應並對晶元中光子的通量進行檢測。結果發現晶元中的光子信號由無變有且可逆，表明系統中發生了兩種相態可同時穩定共存的一級量子相變過程；為往後科學家們深入研究量子相變奠定了基礎。

Fink 表示，除此之外這一新研究進展在量子計算機及存儲裝置領域中也具應用潛力。「我們發現運用這個設備只需花費 1.6 毫秒的時間就能完成信號處理，而在現今的計算機集群中需要消耗幾天的時間。這意味著它具有快速傳遞及處理信息的潛力，未來將可應用於量子計算機中。」