白癜风患者微信群 http://nvrenjkw.com/nxzx/5717.html发表在今天《自然》杂志上的一篇重磅论文中，科学家们报告说，发布了一种如何将多个分子同时带入一个量子态的新方法，使量子技术又向前推进了一步。
该研究论文题为：“从原子到分子的玻色-爱因斯坦凝聚物的跃迁”。论文作者为（音译）：张振东，陈良超，姚凯旋、秦成。
量子技术取决于一项主要的技术壮举：能够建立和控制量子粒子系统。将分子亦成量子，特别是将多个分子同时带入一个量子态，这是量子物理学中最重要的目标之一。
论文主导、芝加哥大学詹姆斯·弗兰克研究所、恩里科·费米研究所物理教授，秦成（ChengChin）表示：“人们几十年来一直在努力做到这一点，所以我们感到非常兴奋。”我们一直希望实现这一目标。“希望这可以为多体量子化学开辟新领域。有证据表明，还有很多发现在等待着。”
物质的一种基本状态称为玻色-爱因斯坦凝聚物：当一组冷却到接近绝对零的粒子共享一个量子态时，整个组就开始表现出好像是一个原子一样的状态。虽然很难实现，但是一旦发生，就可以打开一个全新的充满可能性的世界。
几十年来，科学家已经能够用原子做到这一点，同时科学家真正想做的是能够用分子亦能做到这一点，因为这种突破可以作为许多形式的量子技术的基础。
但是因为分子比原子大，并且具有更多的运动部分，所以大多数利用它们的尝试都陷入了混乱。秦说：“原子是简单的球形物体，而分子可以振动、旋转、携带小磁铁。”“因为分子可以做很多不同的事情，所以更有用，但同时也更难控制。”
秦的研究团队想利用实验室中最近可用的一些新功能。去年，他们开始尝试添加了下面两个条件。
首先是将整个系统进一步冷却-降到10纳开尔文，仅仅比绝对零度高那么一点点。然后他们将分子包装到一个空间中将它们固定在平坦的位置。秦说：“通常，分子要向各个方向移动，如果允许的话，它们的稳定性就会大大降低。”“我们限制了分子，使它们在2D表面上并且只能在两个方向上移动。”结果是一组几乎相同的分子，在相同的量子态下以完全相同的方向、相同的振动频率排列。
这种超冷和致密分子量子气体具有许多潜在应用，包括化学反应的量子控制、精确测量、量子模拟、量子信息处理等。
对于分子而言，要达到量子状态通常需要在高密度下进行有效冷却，这通常会因快速的非弹性碰撞而受阻，这会加热并耗尽分子。
在该研究中，科学家通过在g波费希巴赫共振附近的原子凝聚物中诱导配对相互作用，而制备旋转分子的二维玻色-爱因斯坦凝聚物。
在凝聚态物理学中，当两个冷凝慢原子碰撞在一起时，它们会暂时粘结在一起，形成寿命短的不稳定化合物，从而发生费什巴赫共振。它以麻省理工学院物理学家赫尔曼·费什巴赫（HermanFeshbach）的名字命名。这是多体系统的一个特征，如果至少一个内部自由度与反应坐标之间的耦合（导致解离）消失，则将成为束缚状态。当未形成束缚状态时，相反的情况是形状共振（shaperesonance）。形状共振指由于势垒的形状而使电子被俘获的亚稳态，系统的内部状态在准结合能级解体后保持不变。
在包括费米气体和玻色-爱因斯坦凝聚物在内的冷原子系统的研究中，费什巴赫共振变得非常重要。在多体系统中的散射过程中，当原子间电势的束缚态能量等于一对碰撞原子的动能时，就会发生费什巴赫共振。
陷阱的几何形状和分子的低温有助于减少非弹性损失，从而确保热平衡。如图所示g波分子凝聚物（gwavemolecularcondensate）的产生。
科学家形容这种分子凝聚物就像是用于量子工程新图纸的原始蓝图。秦表示：“这是绝对理想的起点。”“例如，如果要构建量子系统来保存信息，则在格式化和存储该信息之前，需要先书写好内容。”到目前为止，他们已经能够在这种状态下将数千个分子连接在一起，并开始探索其潜力。
秦表示：“以传统的化学思考方式，您会想到一些原子和分子碰撞并形成一个新分子。”“但是在量子状态下，所有分子以集体行为共同作用。这为探索分子如何能够共同反应成为一种新型分子开辟了一条全新的途径。”
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