美國科學(xué)界：新設(shè)備能將光束變成固體

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        據(jù)英國《每日郵報》網(wǎng)站近日報道，美國科學(xué)家最新建造了一臺機器，能借用量子力學(xué)領(lǐng)域的“糾纏”現(xiàn)象，使光子的“行動舉止”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)家們對物質(zhì)的基本屬性進行更進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算機。

        為了制造出最新設(shè)備，研究人員制造出了一個結(jié)構(gòu)，由包含有1000億個原子的超導(dǎo)材料組成，科學(xué)家們采用工程學(xué)方法，使這1000億個原子的行為像單個“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，光子之間并不會相互作用，但在最新系統(tǒng)中，研究人員發(fā)現(xiàn)，光子會像粒子一樣采用某種方式相互作用，也就是說，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：“這種情況前所未有，對光來說，這是一種新的行為。”

        該研究的作者之一達利斯·薩德里說：“我們使用這種光子和原子的混合，通過人工方法，設(shè)計出光子間強烈的相互作用，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算和處理能力超強且依靠量子力學(xué)的基本原理運行的量子計算機。”

        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，將計算能力提高到現(xiàn)有技術(shù)無法企及的高度。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)在最先進的計算機，也都無法回答這些問題。

        目前計算機的工作原理為經(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相悖的規(guī)則，其中之一便是“糾纏”—多個粒子變得相互連接，即使相距很遠，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)計算機無法有效地研究量子系統(tǒng)，因為計算機基于經(jīng)典力學(xué)的原理來運作，它無法應(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：“我們對于在原子尺度探索并最終控制和引導(dǎo)能量的流動感興趣。”