单原子被微波冷却到接近绝对零度
- 发布时间：2015-07-04 01:30:41 来源：科技日报 责任编辑：罗伯特
科技日报北京7月3日电 （记者刘霞）英国萨塞克斯大学官网7月2日发布消息称，该校物理学家找到了一种方法，使用我们习以为常的微波辐射，将单个原子冷却到了绝对零度（-273.15摄氏度）附近。最新方法意味着科学家们距离研制出运行速度更快的量子计算机更近了一步。量子计算机有助于厘清和解决目前困扰我们的很多科学难题。
萨塞克斯大学的新闻公报称，该校韦菲尔德·海森格教授领导的研究团队在微波炉和手机中广泛使用的微波技术的帮助下，将单个带电原子冷却到了接近绝对零度，仅比绝对零度高出不足百万分之一摄氏度。海森格表示，这一技术将大大简化量子技术设备，包括功能强大的量子传感器、超快的量子计算机以及超稳定的量子钟等的构造过程，使科学家们能够研制出运行速度更快、性能更高的量子设备。
该研究团队在尝试制造微波离子阱量子计算机的过程中找到了这一方法。研究人员称，将原子冷冻会让其进入能量最低的状态，使他们能更好地利用量子物理学的量子效应。海森格说：“除了找到简单的方式制造出拥有绝对零度能量的原子之外，我们也设法让原子进入了一种反直觉的状态——它能同时保持移动和不移动两种状态。”
研究人员表示，最新方法可以被整合到包括量子计算机和超灵敏的量子传感器等在内的各种量子设备中。一旦量子技术被用于实际设备，它有望改变我们的日常生活，就像计算机那样，给我们带来翻天覆地的变化。量子技术未来或许会彻底改变我们对于一些生物学问题的理解，解决宇宙的起源问题以及其他困扰了我们多年的科学谜团，也将给传感、计时和通讯技术等领域带来彻底变革。
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极端温度下对量子现象进行观察，能验证一些最重要的物理学基础定律。在接近绝对零度的条件下，量子机制控制下的原子开始聚结、交迭并逐步同步，形成物质的全新状态，比如同时表现出波和粒子两种状态，这种奇异的现象被称为“玻色－爱因斯坦凝聚态”。在现实中，要制造接近绝对零度的低温环境，主要技术是激光冷却和蒸发冷却，本文使用普通的微波技术就能制造出接近绝对零度的温度，实属“方法”上的重大突破。
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