兩個單原子首次結合為偶極分子

據哈佛大學官網12日報道，美國哈佛大學首次在實驗室讓兩個單原子結合成所謂的偶極分子。偶極分子可構成一種新型量子位（量子信息的最小單位），因此，新研究有望使科學家進一步研製出更高效的元件，促進量子計算的發展。

當原子結合在一起發生化學反應時，會變成分子。分子是化學反應和生命本身的基石。以前，科學家在實驗室中讓原子簇結合在一起創建分子，然後測量反應，以進一步了解分子間如何相互作用，從而更好地控制化學反應以及設計量子新材料。

此次，哈佛大學化學與化學生物學助理教授倪康坤的研究團隊用一個鈉原子和一個銫原子簡化了這個過程。他們通過激光捕獲原子並將其冷卻到極低溫度，然後用另一束激光激發原子到「激發態」，誘發化學反應，生成分子。

倪康坤對科技日報記者解釋說：「每個反應都是如此：原子和分子在微觀層面單獨結合。新實驗的不同之處在於，我們首次用兩個單原子合成單個分子，而且能以前所未有的精準方式對原子和分子以及結合方式進行控制。儘管反應時間很短，但實驗證明化學反應可以在單個分子的層面上進行研究和控制。」

倪康坤說：「我們日常生活的方方面面都用到分子，但分子的種類如此豐富，用目前的計算機無法充分研究。如果我們擁有能解決複雜問題並有效探索分子空間的量子計算機，那麼，分子乃至量子計算機的研究面貌都將煥然一新。」

倪康坤表示，計划下一步讓原子更「接地氣」——以非電激髮狀態結合在一起，製造時間更長的分子反應。如果一個偶極分子可在實驗室中創建，那麼更大更複雜的分子也可以。

該研究發表於最新一期的《科學》雜誌。

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