在一项新颖的实验中，物理学家观察到了基于拓扑绝缘体的设备中由于阿哈罗诺夫-玻姆干涉而产生的长程量子相干效应。这一发现为拓扑量子物理和工程学的未来发展开辟了新的可能性领域。

这一发现还可能影响基于自旋的电子学的发展，该电子学可能会取代当前的一些电子系统以提高能源效率，并可能为探索量子信息科学提供新的平台。

这项研究发表在 2 月 20 日出版的《自然物理学》杂志上，是普林斯顿大学 15 年多工作的结晶。当普林斯顿大学的科学家开发出一种量子设备时，这种设备被称为溴化铋 (α-Bi4Br4) 拓扑绝缘体，只有几纳米厚，并用它来研究量子相干性。

十多年来，科学家们一直在使用拓扑绝缘体来展示新颖的量子效应。普林斯顿大学团队在之前的实验中开发了基于铋的绝缘体，并证明了其在室温下的有效性。

但这个新实验是第一次在非常长程的量子相干性和相对较高的温度下观察到这些效应。仅在存在强磁场的情况下，诱导和观察相干量子态通常需要人工设计的半导体材料的温度接近绝对零。

M. Zahid Hasan 表示：“我们的实验为拓扑铰链模式中存在长程量子相干性提供了令人信服的证据，从而为拓扑电路的发展以及利用这种拓扑方法探索和推进基础物理开辟了新途径。”普林斯顿大学尤金·希金斯物理学教授领导了这项研究。