在马萨诸塞州剑桥的一个实验室里,一个鞋盒大小的真空腔室创造了历史。哈佛大学物理学家Ofer Firstenberg在这里创造了一种新的物质形态:一对结合在一起的光子。“光分子”可能成为利用某种有形光的技术的构建模块——从光雕塑到光剑,再到(或许更实用地)能够执行比当今机器更复杂计算的计算机。
与原子及其构成的物质不同,两束光子在碰撞时会直接穿过彼此,没有任何相互作用。为了使光子粘合在一起,这是上述所有技术的第一步,Firstenberg和他的团队使用了一种他们多年来不断完善的装置。他们在一个金属盒的一侧安装了一个激光器,一次只让一个光子进入。第一个光子滑入一团铷原子中,之所以选择铷原子是因为它们很容易被冷却到几乎静止的极端点。然后,第二个光子进入云团。这两个光子最终粘合在一起,就像一个双原子分子一样向前移动。
两个光子之间的相互作用允许一个光子通过改变其属性(例如动量和偏振)来改变另一个光子携带的量子信息。这种对光的控制将帮助研究量子计算机的研究人员,下一代机器使用光子而不是电子进行计算。这些计算机可以利用古怪的量子力学定律,从而制造出能够超越当今计算机的设备。
但这还很遥远。目前,Firstenberg和他的同事们正在通过采取下一个合乎逻辑的步骤,逐步建立他们对这种奇特的新物质及其运作方式的理解:他们正试图制造一个由三个光子组成的光分子。
[本文最初以“如何制造光物质”为标题发表在印刷版上。]















