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這是特制的真空室，實(shí)驗(yàn)就在這里進(jìn)行。

光真是讓人感到不可思議。你可以扭曲它，也可以反射光。研究人員已經(jīng)找到了一種方法來(lái)捕捉光，移動(dòng)它，然后再釋放。

這個(gè)令人難以置信的物理學(xué)壯舉在約翰內(nèi)斯·谷登堡-美因茨大學(xué)得到了證明并被發(fā)表在《物理評(píng)論快報(bào)》上。研究人員在量子存儲(chǔ)器里捕捉光，這是一團(tuán)超冷銣原子云，然后將量子存儲(chǔ)器移動(dòng)1.2毫米，釋放出的光對(duì)其性能幾乎沒有影響。

“可以這么說(shuō)，我們把光放在手提箱里儲(chǔ)存起來(lái)，只是就我們而言，這個(gè)手提箱是由一團(tuán)冷原子組成的。我們把這個(gè)手提箱移動(dòng)一段很短的距離，然后再把光放出來(lái)。這不僅對(duì)于一般的物理來(lái)說(shuō)很有趣，而且對(duì)于量子通信來(lái)說(shuō)也是如此，因?yàn)楣馐遣蝗菀妆弧蹲健模胰绻阆胍砸环N可控的方式將它運(yùn)輸?shù)絼e處，最后都會(huì)丟失?！辟Y深作家帕特里克·溫德帕辛格教授在一份報(bào)告中說(shuō)。

量子通信網(wǎng)絡(luò)對(duì)計(jì)算機(jī)技術(shù)的未來(lái)至關(guān)重要，它利用自然界的量子特性來(lái)產(chǎn)生不可思議的計(jì)算能力。儲(chǔ)存甚至移動(dòng)光的能力是實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的關(guān)鍵。如果沒有這個(gè)能力，是不可能擴(kuò)大量子網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模的。

移動(dòng)原子云是不容易的，如果不擾亂它們的話。如果你想讓被困在它里面的光保持安全，你對(duì)它們施加的影響要非常小。為了解決這個(gè)問(wèn)題，研究小組開發(fā)了一種“光傳送帶”。在不丟失或加熱原子云的情況下，兩個(gè)激光器被用來(lái)移動(dòng)原子云。

商業(yè)量子計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)中仍然有許多障礙存在，但在這項(xiàng)工作中克服了一些困難。量子系統(tǒng)很容易受到周圍環(huán)境的干擾和真空爐體噪聲的影響，這就是為什么量子系統(tǒng)被維持在非常低的溫度下，以便控制系統(tǒng)的特性。

由于多種因素，目前傳輸距離較短，但歸根結(jié)底是因?yàn)楣庵荒芤赃@種方式儲(chǔ)存在有限的時(shí)間內(nèi)。與許多量子現(xiàn)象一樣，當(dāng)前的存儲(chǔ)方法很容易被破壞。我們的目標(biāo)是盡可能讓光保持不變。所以盡管1.2毫米看起來(lái)很短，但對(duì)這個(gè)領(lǐng)域來(lái)說(shuō)是一個(gè)巨大的進(jìn)步。

相關(guān)知識(shí)

電子云是物理學(xué)中原子結(jié)構(gòu)-電子云模型所衍生的一個(gè)概念，意在以幾率描述電子的方位，而非像先前的軌道模型來(lái)描述電子運(yùn)動(dòng)的軌跡。

電子在原子核外很小的空間內(nèi)作高速運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)規(guī)律跟一般物體不同，它沒有明確的軌道。根據(jù)量子力學(xué)中的測(cè)不準(zhǔn)原理，我們不可能同時(shí)準(zhǔn)確地測(cè)定出電子在某一時(shí)刻所處的位置和運(yùn)動(dòng)速度，也不能描畫出它的運(yùn)動(dòng)軌跡。因此，人們常用一種能夠表示電子在一定時(shí)間內(nèi)在核外空間各處出現(xiàn)機(jī)會(huì)的模型來(lái)描述電子在核外的運(yùn)動(dòng)。在這個(gè)模型中，某個(gè)點(diǎn)附近的密度表示電子在該處出現(xiàn)的機(jī)會(huì)的大小。密度大的地方，表明電子在核外空間單位體積內(nèi)出現(xiàn)的機(jī)會(huì)多；反之，則表明電子出現(xiàn)的機(jī)會(huì)少。由于這個(gè)模型很像在原子核外有一層疏密不等的“云”，所以，人們形象地稱之為“電子云”。

電子云對(duì)應(yīng)的是原子電子軌道，是解薛定諤方程的結(jié)果。 薛定諤方程的解稱為“波函數(shù)”，又稱“軌道”，表示的是電子在該空間范圍出現(xiàn)的概率，而不應(yīng)該理解為電子在空間中的運(yùn)動(dòng)軌跡。其中有四個(gè)量子數(shù)：主量子數(shù)nn=1，2，3，4，5……在原子軌道理論中稱“能層”

角量子數(shù)ll=s，p，d，f，g，h，i……在原子軌道理論中稱“能級(jí)”

磁量子數(shù)mm=2l+1 (s=0,p=1,d=2……) 在原子軌道理論中稱“電子云伸展方向”，同一亞層的軌道稱簡(jiǎn)并軌道。