美國(guó)科學(xué)界：新設(shè)備能將光束變成固體

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        據(jù)英國(guó)《每日郵報(bào)》網(wǎng)站近日?qǐng)?bào)道，美國(guó)科學(xué)家最新建造了一臺(tái)機(jī)器，能借用量子力學(xué)領(lǐng)域的“糾纏”現(xiàn)象，使光子的“行動(dòng)舉止”與固體粒子一樣。研究人員表示，最新研究除了有助于科學(xué)家們對(duì)物質(zhì)的基本屬性進(jìn)行更進(jìn)一步地分析和探究之外，還將有助于他們最終制造出量子計(jì)算機(jī)。

        為了制造出最新設(shè)備，研究人員制造出了一個(gè)結(jié)構(gòu)，由包含有1000億個(gè)原子的超導(dǎo)材料組成，科學(xué)家們采用工程學(xué)方法，使這1000億個(gè)原子的行為像單個(gè)“人造原子”一樣。隨后，他們將“人造原子”放置在一根由光子組成的超導(dǎo)電線附近。

        根據(jù)量子力學(xué)的規(guī)則，電線上的光子會(huì)繼承“人造原子”的某些屬性，就像它們緊密連接在一起一樣。一般情況下，光子之間并不會(huì)相互作用，但在最新系統(tǒng)中，研究人員發(fā)現(xiàn)，光子會(huì)像粒子一樣采用某種方式相互作用，也就是說(shuō)，光子出現(xiàn)了新的行為。

        研究人員之一、普林斯頓大學(xué)的助理教授安德魯·浩克說(shuō)：“這種情況前所未有，對(duì)光來(lái)說(shuō)，這是一種新的行為。”

        該研究的作者之一達(dá)利斯·薩德里說(shuō)：“我們使用這種光子和原子的混合，通過(guò)人工方法，設(shè)計(jì)出光子間強(qiáng)烈的相互作用，隨后，這種相互作用導(dǎo)致光出現(xiàn)全新的集合行為，就像晶體一樣。光子的這一新行為或許有助于我們制造出計(jì)算和處理能力超強(qiáng)且依靠量子力學(xué)的基本原理運(yùn)行的量子計(jì)算機(jī)。”

        研究人員表示，這一突破有望使科學(xué)家們研制出一些新奇的材料，將計(jì)算能力提高到現(xiàn)有技術(shù)無(wú)法企及的高度。此外，最新設(shè)備也將在回答與原子和分子有關(guān)的問(wèn)題方面大展拳腳，就目前的情況而言，即使使用現(xiàn)在最先進(jìn)的計(jì)算機(jī)，也都無(wú)法回答這些問(wèn)題。

        目前計(jì)算機(jī)的工作原理為經(jīng)典力學(xué)，而原子和光子的“言行舉止”則遵循量子力學(xué)的基本原理。量子力學(xué)包含有很多奇怪且與常識(shí)相悖的規(guī)則，其中之一便是“糾纏”—多個(gè)粒子變得相互連接，即使相距很遠(yuǎn)，也能相互影響。量子力學(xué)和經(jīng)典力學(xué)的差異使標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算機(jī)無(wú)法有效地研究量子系統(tǒng)，因?yàn)橛?jì)算機(jī)基于經(jīng)典力學(xué)的原理來(lái)運(yùn)作，它無(wú)法應(yīng)付和處理量子世界里的很多特征。

        研究人員之一、電子工程學(xué)副教授哈坎·特瑞希說(shuō)：“我們對(duì)于在原子尺度探索并最終控制和引導(dǎo)能量的流動(dòng)感興趣。”