@ 2016.01.24 , 16:00

量子学突破:第一个“量子结”

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一支国际科学家团队成功创造出史上第一个“量子结”。这是量子物理的一个基础突破,它有朝一日能够帮助推动超级计算机的发展。这些结和生活中的结不太一样,它们是由量子物质“玻色-爱因斯坦凝聚态”(BEC)的超流体形式制成,它更像是烟圈、而非传统的结。

主要研究人员Mikko Möttönen说道:

几十年来,物理学家一直在理论上预测道,我们应该能够创造出量子领域的结,但至今尚未有其他人制造出来。如今,在亲眼得见这些充满异域风情的小怪兽之后,我们对研究它们的独特性能倍感激动。最重要的是,我们的发现和多种不同研究领域相挂钩,包括宇宙学、聚变能源、量子计算机。

这些BEC结被称为“有结孤立子”,它们能够形成微粒状的环或圈,以常速向前滚动而不产生变形。当BEC超流体首次被创造出来时,它是由空间里的一系列点构成,这些点均拥有一个特定的方向。而打结技术的关键就在于:用非常精确的磁场来改变这一方向——精确到进行实验的科学家根本不敢挪动。

大家还跟得上文章内容吗?尽管其中的科学原理令人难以理解,但结果十分简单:由连锁圈构成的小结,它们看上去有点像烟圈或甜甜圈。同时,这些量子结非常稳定,这意味着它们无法被解开,我们必须对其进行破坏才行。如果用鞋带进行类比的话,那么你无法用手指解开这些特殊鞋带,而必须用剪刀剪开它们。

打结所花的时间不到千分之一秒。在学会打第一个量子结之后,研究人员就变得相当擅长此事了。因此目前为止,他们已经打出了好几百个这样的量子结。量子结是一种激动人心的高级玩意,距离它进入日常生活还有很长一段时间。研究人员相信,他们的发现或许有朝一日能够帮助量子计算机的研发——在量子计算机中,量子比特可以根据不同的任务而被编入不同类型的结中。

本文译自 sciencealert,由译者 蛋花 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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