Kvantinis Holo efektas yra gerai priimta fizikos teorija, apibūdinanti elektronų elgesį magnetiniame lauke esant ypač žemai temperatūrai. Poveikio stebėjimai aiškiai pagrindžia kvantinės mechanikos teoriją kaip visumą. Rezultatai yra tokie tikslūs, kad elektros varžos matavimo standartas naudoja kvantinį Holo efektą, kuris taip pat yra superlaidininkų darbo pagrindas.
1879 m. Edvino Holo aptiktas Holo efektas stebimas, kai elektros srovė praeina per laidininką, esantį magnetiniame lauke. Krūvnešiai, kurie dažniausiai yra elektronai, bet gali būti ir protonai, dėl magnetinio lauko įtakos išsisklaido į laidininko pusę. Šis reiškinys gali būti įsivaizduojamas kaip automobilių serija, nustumta į šoną dėl stipraus vėjo leidžiantis greitkeliu. Automobiliai važiuoja lenktu keliu, kai bando važiuoti į priekį, bet yra priversti į šoną.
Susidaro potencialų skirtumas tarp laidininko kraštų. Įtampos skirtumas yra gana mažas ir priklauso nuo laidininko sudėties. Norint sukurti naudingus instrumentus, pagrįstus Hall efektu, būtina sustiprinti signalą. Šis elektrinio potencialo disbalansas yra Holo zondo, kuris matuoja magnetinius laukus, principas.
Populiarėjant puslaidininkiams, fizikai susidomėjo Holo efekto tyrimu tokiose plonose folijose, kad krūvininkai iš esmės apsiribojo judėjimu dviem matmenimis. Jie taikė srovę laidžioms folijoms esant stipriam magnetiniam laukui ir žemai temperatūrai. Užuot matę elektronus, traukiamus į šonus lenktais ištisiniais takais, elektronai padarė staigius šuolius. Pasikeitus magnetinio lauko stiprumui, tam tikruose energijos lygiuose buvo staigūs pasipriešinimo srautui smailės. Tarp smailių varža sumažėjo iki vertės, artimos nuliui, o tai būdinga žemos temperatūros superlaidininkams.
Fizikai taip pat suprato, kad energijos lygis, reikalingas pasipriešinimo šuoliui sukelti, nepriklauso nuo laidininko sudėties. Atsparumo smailės susidarė sveikojo skaičiaus kartotiniuose vienas kito. Šios smailės yra tokios nuspėjamos ir nuoseklios, kad pasipriešinimo standartams sukurti galima naudoti priemones, pagrįstas kvantiniu Hall efektu. Tokie standartai yra būtini norint išbandyti elektroniką ir užtikrinti patikimą veikimą.
Kvantinė atominės struktūros teorija, kuri reiškia, kad energija yra prieinama atskiruose, ištisuose paketuose subatominiame lygmenyje, kvantinį Holo efektą numatė jau 1975 m. 1980 m. Klausas von Klitzingas gavo Nobelio fizikos premiją už savo darbą. atradimas, kad kvantinis Holo efektas iš tiesų buvo tiksliai atskiras, o tai reiškia, kad elektronai galėjo egzistuoti tik aiškiai apibrėžtuose energijos lygiuose. Kvantinis Holo efektas tapo dar vienu argumentu, patvirtinančiu materijos kvantinę prigimtį.