德國(guó)馬克斯?普朗克量子光學(xué)研究所的科學(xué)家利用激光首次成功地捕捉并觀 察到原子，這一重要成果有望用于制造量子計(jì)算機(jī)。
據(jù)最新一期的《自然》科學(xué)雜志介紹，這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果是由該研究所格哈德?雷姆普教授領(lǐng)導(dǎo)的課題組發(fā)現(xiàn)的。在此之前，科學(xué)家雖然能捕捉和觀察帶電荷的原子即離子，但對(duì)中性原子則無(wú)法控制和觀察。這是因?yàn)榭刂圃拥倪^(guò)程非常困難，溫度升高千分之一都會(huì)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗。德國(guó)科學(xué)家在實(shí)驗(yàn)中將溫度控制在近乎絕對(duì)零度（零下273．15攝氏度）。設(shè)想在此溫度下，實(shí)驗(yàn)的銣原子在激光作用下能量交換，向上躍遷到原子軌道的最高點(diǎn)，然后受重力場(chǎng)作用又回落，持續(xù)上下，進(jìn)入所謂的振動(dòng)器狀態(tài)。
科學(xué)家在這個(gè)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中設(shè)置了兩個(gè)相距僅0．1毫米的平行鏡子，用微弱的激光通過(guò)鏡面夾縫射入銣原子系統(tǒng)。 根據(jù)光的波粒兩相性，激光既可以看成是波又可以看成是粒子，因此微弱的激光相當(dāng)于是光子的作用。利用激光器自動(dòng)開(kāi)關(guān)提高光子的打擊強(qiáng)度，這樣就能控制原子處于振動(dòng)器狀態(tài)。雖然原子滯留的時(shí)間非常短，只有0．2秒，但科學(xué)家已經(jīng)能夠?qū)崟r(shí)觀察到原子的振動(dòng)。令科學(xué)家驚訝的是，實(shí)際觀察的結(jié)果與計(jì)算機(jī)模擬原子的振動(dòng)非常一致。
雷姆普教授認(rèn)為，這一實(shí)驗(yàn)結(jié)果在理論和實(shí)踐上有許多應(yīng)用。理論上有了一種全新的顯微檢測(cè)辦法，可以跟蹤一個(gè)孤立原子的運(yùn)動(dòng)；實(shí)踐上可用于未來(lái)量子信息的加工。德國(guó)科學(xué)家準(zhǔn)備由此設(shè)計(jì)一種“光子槍”，它能夠按點(diǎn)發(fā)射光量子，將它裝在計(jì)算機(jī)里，可以實(shí)現(xiàn)量子比特的信息傳遞。據(jù)雷姆普教授介紹，除他領(lǐng)導(dǎo)的課題組外，美國(guó)加州的一個(gè)課題組也獲得類(lèi)似的結(jié)果，這兩個(gè)課題組在研究量子光學(xué)原理方面正齊頭并進(jìn)
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