文 | 青茶

前言

现在科技竞争超激烈，基础科学突破太关键了！我国科研团队传来重磅喜讯：在固体材料里首次观测到自旋超固态。

这可是直接解答了《科学》杂志125个重大科学问题之一，搞定了“固体中是否有超流动性”的世纪争议。

成果靠完全自主研发，还被欧美团队重复验证，我国在量子多体物理从跟跑变领跑。

这会给航天和量子科技带来多大改变？

中国首次发现自旋超固态

在现代物理学的众多未解之谜中，“固体中是否存在超流动性”被《科学》杂志列为125个重大科学问题第45题，困扰全球学界数十年。

超流动性意味着物质可以完全没有阻力、没有摩擦地流动，这种现象在液氦等超流体中早已被证实，但在固体材料中是否存在，一直没有定论，甚至不少科学家认为这是不可能实现的。

而我国科研团队给出了肯定答案：人类首次在固体中观测并证实自旋超固态。

这是一种全新的宏观量子态，性质介于超导和超流之间，最核心、最独特的特征，就是在同一物质、同一状态下，对角长程序和非对角长程序能够同时共存。

简单来说，它既拥有固体的稳定结构，又具备超流体无摩擦流动的神奇特性，这在物理上是前所未有的发现。

在此之前，全世界无数实验室都在寻找固体超流迹象，但始终未能成功，学界甚至出现质疑声音，认为这种状态根本不存在。

我国团队的突破，用确凿实验终结了这场争论，不仅证明自旋超固态真实存在，更完善了人类对宏观量子态的认知体系，为凝聚态物理、量子物态研究开辟了全新方向。

这项成果的含金量极高，一经发表便震动国际学术界。

短短一个月内，欧洲科研团队就完全重复出中国的实验结果，紧接着美国团队也在相同材料中得到类似数据，两大科技强国的独立验证，直接坐实了这项发现的真实性与权威性。

该成果也凭借其里程碑意义，成功入选中国年度十大科学进展，成为世界公认的顶级基础科学突破。

本次实验使用的磷酸钠钡钴材料稳定性极强，与传统磁制冷材料GGG相比，它在空气中就能保持稳定，不需要真空、低温等苛刻保护条件，制备简单、易于保存，为后续大规模实验研究和未来技术落地提供了极大便利，也让这项基础突破距离实际应用更近一步。

自主研发量子计算方法

很多人以为重大科学发现靠运气，实则不然。中国这次能领先全球，核心靠的是完全自主研发、深耕二三十年的理论工具，有限温度张量网量子多体计算方法。

正是这套独步全球的算法，成为发现自旋超固态的关键钥匙。

量子多体问题是现代物理最难领域之一，粒子之间相互作用复杂，传统计算方法精度低、速度慢，尤其在有限温度下几乎无法精准模拟。

我国团队从几十年前就开始自主攻关，不依赖国外算法，不照搬西方模型，一点点搭建理论框架、优化计算逻辑，最终攻克了这一世界性难题。

这套自主方法拥有三大压倒性优势：在有限温度下实现高精度、高效率计算，这是目前国际上其他方法无法做到的。

能直接对接实验，既可以提前预测物质状态，又能精准解释实验数据。

完全自主可控，从理论基础到代码实现，没有任何外部依赖，从根源上避免被“卡脖子”。

在本次自旋超固态研究中，这套方法起到了决定性作用。

科研团队并不是盲目试错，而是先通过理论计算，精准预测出自旋超固态存在的温度区间和材料特征，再针对性设计实验、调控温度、观测数据，最终实现精准突破。

这种“理论指导实验”的模式，大大提高了成功率，也让中国走在了全世界前面。

对比国际同行，欧美团队长期使用传统方法，始终无法突破计算瓶颈，只能在实验中盲目摸索。

而中国依靠原创理论工具，直接实现降维打击，从根源上确立领先地位。

这不仅是一次实验发现的胜利，更是中国在量子多体计算领域从跟跑变领跑、从输入变输出的历史性转折，意味着我国在最顶尖的基础物理理论领域，已经拥有了世界级话语权。

自旋超固态

这次自旋超固态的突破，不是普通技术升级，而是源头级、颠覆级的原始创新，其价值远超一般国产替代，直接瞄准下一代智能、量子、航天等核心领域，未来有望全面取代现有技术，深刻改变世界科技格局。

在量子计算与量子精密测量领域，自旋超固态兼具固体稳定性和超流流动性，能实现极低能耗、超高精度的量子态调控，可大幅提升量子计算机的稳定性和运算速度，同时在量子传感、磁共振成像等领域实现革命性提升，为我国抢占量子时代制高点提供核心材料支撑。

在航天与磁制冷领域，这项突破意义更加重大。航天器对制冷系统要求极高：无振动、低能耗、长寿命、高稳定性。

传统制冷设备结构复杂、振动大、寿命有限，而自旋超固态材料可实现无摩擦、无振动、高效率磁制冷，完美适配卫星、空间站、深空探测器等极端环境。

加上材料在空气中稳定，无需复杂封装，未来极有可能成为航天制冷的首选方案，直接提升我国航天技术的全球竞争力。

此外，在超导电子、新型智能器件等领域，自旋超固态同样具备巨大潜力。

它可以在相对宽松的条件下实现宏观量子效应，降低器件制备难度，提高工作稳定性，未来可用于研发新一代低功耗芯片、高频器件、敏感探测器等，支撑我国在高端装备、人工智能、通信技术等领域实现换道超车。

从战略层面看，这次突破是从基础科学源头卡位未来产业，不是追赶别人已有的技术，而是开辟一条全新赛道，让全世界跟着中国的方向走。

自主理论、自主实验、自主材料、自主方法，全链条自主可控，既不会被卡脖子，又能在未来形成专利和标准壁垒，真正实现科技自立自强。

结语

中国首次在固体中发现自旋超固态，不仅攻克了《科学》杂志的世纪科学难题，更依靠自主研发的量子多体计算方法领跑全球，获得欧美科学界的双重验证。

这项突破不仅是基础物理的里程碑，更在量子计算、航天制冷、精密测量等领域具备颠覆性应用潜力，为我国未来科技发展抢占了战略制高点。

它标志着中国在基础科学领域实现从跟随到引领的跨越，用实实在在的原始创新证明，中国有能力、有实力攀登世界科技最高峰，重塑世界科技与航天格局。