三原子分子冷却到接近绝对零度:或用于量子计算机

  据英国《新科学家》杂志网站24日报道,美国科学家利用激光冷却技术,首次将三个原子组成的分子冷却到接近绝对零度(-273.15℃),这是该技术迄今冷却的最大分子。科学家们认为,这一奇迹最终有望用于制造分子量子计算机,同时也可成为化学家们的好帮手。

  自上世纪70年代以来,激光冷却技术已被物理学家用来冷却了多种单个原子,但用其冷却分子一直存在困难。在利用激光进行冷却时,系统的能级需要与冷却的激光的能级相匹配,分子包含的原子越多,原子的振动和旋转越复杂,匹配越困难,冷却难度也就越大。

  但现在,麻省理工学院—哈佛超冷原子中心的伊凡·寇兹耶夫和同事设法使用激光冷却技术,将包含三个原子的锶的化合物(HOSr)冷却到接近绝对零度。寇兹耶夫认为,这一技术可扩展用来冷却包含15个原子左右的分子。

  寇兹耶夫表示,这种超冷分子有望成为分子量子计算机的基础,“实际上,激光不仅能用来冷却分子,还能用来精确地让其回到原来的状态。如果物理学家们能控制分子的哪个部分振动,就能使用这一技术来存储信息。”

  英国伯明翰大学的文森特·伯耶尔指出,最新研究令人印象深刻,因为将分子冷却到如此低的温度非常需要技巧,但这距离分子量子计算机走进现实还有很长的距离,因为这一领域的进展太慢。此外,冷却到接近绝对零度的分子可能反应更慢,便于更细致地对其反应进行观察,因此,该技术或许会成为化学家们的福音。

来源:科技日报