向制造量子计算机迈进一步 |
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| 来源：不详 更新时间：2011-7-7 10:35:52 |
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德国马克斯—普朗克量子光学研究所的科学家利用激光首次成功地捕捉并观察到原子，这一重要成果有望用于制造量子计算机。
据最新一期的《自然》科学杂志介绍，这项实验结果是由该研究所格哈德·雷姆普教授领导的课题组发现的。在此之前，科学家虽然能捕捉和观察带电荷的原子即离子，但对中性原子则无法控制和观察。这是因为控制原子的过程非常困难，温度升高千分之一都会导致实验失败。德国科学家在实验中将温度控制在近乎绝对零度（零下273．15摄氏度）。设想在此温度下，实验的铷原子在激光作用下能量交换，向上跃迁到原子轨道的最高点，然后受重力场作用又回落，持续上下，进入所谓的振动器状态。
科学家在这个实验系统中设置了两个相距仅0．1毫米的平行镜子，用微弱的激光通过镜面夹缝射入铷原子系统。根据光的波粒两相性，激光既可以看成是波又可以看成是粒子，因此微弱的激光相当于是光子的作用。利用激光器自动开关提高光子的打击强度，这样就能控制原子处于振动器状态。虽然原子滞留的时间非常短，只有0．2秒，但科学家已经能够实时观察到原子的振动。令科学家惊讶的是，实际观察的结果与计算机模拟原子的振动非常一致。
雷姆普教授认为，这一实验结果在理论和实践上有许多应用。理论上有了一种全新的显微检测办法，可以跟踪一个孤立原子的运动；实践上可用于未来量子信息的加工。德国科学家准备由此设计一种“光子枪”，它能够按点发射光量子，将它装在计算机里，可以实现量子比特的信息传递。据雷姆普教授介绍，除他领导的课题组外，美国加州的一个课题组也获得类似的结果，这两个课题组在研究量子光学原理方面正齐头并进。
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