作者莎拉·濮培德，威斯康星大学 铷原子被激光冷却和激发的超高真空室
信用:Deniz Yavuz 威斯康星大学麦迪逊分校的一组物理学家已经确定了相对较远的原子之间以以前只能在较近的原子中看到的方式相互通信的条件——这一发展可能会应用于量子计算
这些物理学家的发现发表于10月10日
14发表在《物理评论》杂志上，开辟了产生纠缠原子的新前景，纠缠原子是指远距离共享信息的原子，对量子通信和量子计算机的发展很重要
“建造一台量子计算机是非常困难的，所以一种方法是建造可以相互通信的更小的模块，”UW-麦迪森物理学教授、该研究的资深作者德尼兹·亚乌兹说
“我们看到的这种效果可以用来增加这些模块之间的通信
" 眼前的场景取决于光和围绕原子运转的电子之间的相互作用
被光子击中的电子可以被激发到更高的能量状态
但是电子讨厌多余的能量，所以它们通过在一个被称为衰变的过程中发射光子来快速释放多余的能量
原子释放的光子比提升电子的光子能量更少——这种现象导致一些化学物质发出荧光，或者一些水母有一个绿色的发光环
“现在，如果你有一个以上的原子，这个问题会变得非常有趣，”亚瓦兹说
“其他原子的存在改变了每个原子的衰变；他们互相交谈
" 在他们的实验中，由丹尼兹·亚乌兹领导的UW-麦迪森物理学家通过激光冷却将一组铷原子固定在略高于绝对零度的位置
然后，他们用铷激发波长的激光激发电子
学分:雅夫兹实验室 例如，如果一个原子在一秒钟内衰变，那么一组相同类型的原子可能在不到——或多于——一秒钟内衰变
时间取决于条件，但是所有的原子都以相同的速度衰减，或者更快或者更慢
到目前为止，这种类型的关联只有在原子之间的距离在一个波长以内时才被观察到
对于Yavuz和他的同事们使用的铷原子来说，这意味着在780纳米以内——正好在红光和红外光波长的边缘
科学家们想知道原子间更大的距离会如何影响铷原子的衰变
如果普遍的想法是正确的，那么两个相距超过780纳米的铷原子将像单个原子一样工作，每个原子都给出了特有的单原子衰变曲线
黑暗中的室中央显示出微弱发光的铷原子
信用:Deniz Yavuz 在他们的实验中，他们首先通过激光将一组铷原子冷却到略高于绝对零度(原子运动停止的温度)的温度来固定它们
然后，他们用铷激发波长的激光激发电子，电子在发射特征波长为780纳米的光子时衰减
然后，他们可以测量发射光子随时间的强度，并将其与单个铷原子的衰变曲线进行比较
“在我们的例子中，我们表明原子可以远到波长的五倍，但这些群效应仍然很明显——衰变可能比原子本身在那里时更快，或者更慢，”亚瓦兹说
“我们展示的第二件事是，如果你观察衰变的时间动力学，它可能开始得很快，然后变得更慢
它会转换，而且这种转换以前从未出现过
" 有了这些关于建立原子间相关性的新见解，亚乌兹和他的研究小组正在研究他们发现的量子计算应用
他们正在研究哪些实验条件会导致不同类型的相关态，从而导致量子信息的纠缠和有效传输
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