北京時(shí)間15日消息,據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道,法國(guó)物理學(xué)家宣稱(chēng)他們已經(jīng)設(shè)計(jì)出一種能夠捕獲光子的裝置,這種光子捕獲儀只有2.7厘米(1.1英寸)大,能對(duì)光子從產(chǎn)生到消失的全過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控。
1927年阿爾伯特?愛(ài)因斯坦就曾想象了這樣一個(gè)盒子,光可以在這個(gè)盒子中被捕捉到,而且單個(gè)的光粒子或者說(shuō)光子可以在理論實(shí)驗(yàn)中釋放出來(lái)以測(cè)量物質(zhì)和能量的關(guān)系。可以認(rèn)為光子就是物理世界中的一種終極粒子。白熾燈泡亮著時(shí),每秒鐘就會(huì)有1000萬(wàn)億光子被釋放出來(lái)。但是一旦等到你看到光子時(shí)它就已經(jīng)消失了,因?yàn)楣庾釉诤鸵暰W(wǎng)膜接觸時(shí)就把維持它繼續(xù)存在的能量給消耗掉了。
法國(guó)國(guó)家科學(xué)研究中心的吉恩?米歇爾?雷蒙德就是發(fā)明這種盒子的小組成員之一,他表示:“光子可以非常容易的被探測(cè)到。開(kāi)著的電腦屏幕每秒鐘都會(huì)有光子釋放出來(lái)。但是你只能對(duì)光子探測(cè)一次。雖然我們現(xiàn)在可以在光子還存在時(shí)對(duì)其進(jìn)行實(shí)時(shí)分析,但是這仍舊是一種事后分析?!?/FONT>
這種盒子包括一個(gè)凹洞,它的四周全由反射能力最強(qiáng)的材料圍成,這種具有超級(jí)傳導(dǎo)能力的鏡子可以讓捕獲到的光子存留1/7秒再消失。這個(gè)時(shí)間看起來(lái)好像不太長(zhǎng),然而就是在這樣一個(gè)很短的時(shí)間內(nèi)自由光子移動(dòng)的距離可以達(dá)到月地距離的1/10。
在傳統(tǒng)的研究方法中,通過(guò)光探測(cè)器吸收和光子相互碰撞后損失的能量計(jì)算出光子數(shù)量的。但是這種碰撞可以摧毀光子,因此需要找到一種可穿透的光子計(jì)算儀。該法國(guó)研究小組于周四將他們的研究報(bào)告發(fā)表在英國(guó)期刊《自然》雜志上,研究人員稱(chēng)在銣原子流穿越這個(gè)盒子時(shí)光子可以被成功的捕捉到。
光子有一個(gè)電子區(qū)域可以稍稍改變?cè)拥哪芰考?jí),但是在實(shí)驗(yàn)中,原子并不能從這個(gè)電子區(qū)域中吸收能量發(fā)生能量躍遷。當(dāng)原子穿越光子的電子區(qū)域時(shí),會(huì)引起電子圍繞原子核運(yùn)動(dòng)時(shí)發(fā)生時(shí)間上的延遲。這種時(shí)間延遲可以計(jì)算出來(lái),現(xiàn)代原子時(shí)鐘技術(shù)就可以解決這一問(wèn)題,因?yàn)殡娮拥倪\(yùn)轉(zhuǎn)軌道就好像時(shí)鐘的鐘擺一樣可以提供精確的時(shí)間。
德國(guó)烏爾姆大學(xué)的量子物理學(xué)家同斐迪南德?施密特?凱勒也是發(fā)表在《自然》雜志上的一個(gè)評(píng)論稱(chēng),法國(guó)科學(xué)家的研究離真正的量子研究還差很遠(yuǎn),他們的工作還只是處于實(shí)驗(yàn)階段,如果真正的量子計(jì)算機(jī)問(wèn)世,即使今天的超級(jí)計(jì)算機(jī)在它面前就和算盤(pán)在計(jì)算機(jī)面前的地位差不多。量子計(jì)算機(jī)不會(huì)采用01二進(jìn)制信息存儲(chǔ)機(jī)制,而是要建立超級(jí)量子狀態(tài)變化原理的基礎(chǔ)上,量子狀態(tài)的變化是一種疊加機(jī)制,在原子能級(jí)發(fā)生躍遷或下降時(shí)發(fā)生。
量子計(jì)算機(jī)信息存儲(chǔ)的最小單位可以是0,也可以是1或者同時(shí)是0和1,這種存儲(chǔ)方法可以讓計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)有驚人的提高,但是只有在管理和讀取數(shù)據(jù)時(shí)這種存儲(chǔ)方法才能發(fā)揮它的優(yōu)勢(shì)。雖然量子存儲(chǔ)研究才剛剛開(kāi)始,但是科學(xué)家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)光子、原子和離子都可以用來(lái)作為量子計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)介質(zhì)。施密特?凱勒說(shuō):“法國(guó)科學(xué)家的實(shí)驗(yàn)顯示了被捕獲光子狀態(tài)的變化可以完全控制信息的原子存儲(chǔ)。”
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