▲单个钠原子与单个铯原子在实验人员的控制下发生反应，从而生成了一个单分子。
据《科学》杂志近日刊发的一篇研究论文称，哈佛大学化学与化学生物学助理教授倪康坤（音译，Kang-Kuen Ni）领导的研究团队首次将两个原子结合在一起，形成所谓的“偶极分子”。研究人员指出，这一发现将为未来的量子计算技术带来巨大的前景，因为偶极分子构成了一种新的量子比特——量子信息的最小单位，从而为开发更加高效的量子设备奠定了基础。
“量子信息处理是一个让我们兴奋的研究方向。而在日常生活中，我们也需要将分子应用于各种各样的领域。然而，分子空间如此之大，以至于我们无法用现有的计算机充分地探索它。如果量子计算机能够解决这些复杂问题，并有效地探索分子空间，那么所形成的影响将是巨大的。”倪康坤介绍道。虽然开发分子并制造能够研究它们的计算机需要进行更多的研究，但是目前研究成果已达到前所未有的精确度水平。目前的研究目标是获得更多关于分子如何相互作用的知识，力图控制化学反应，从而设计出新的量子材料。
在这项研究的初始阶段，倪康坤和研究团队只利用两个原子——钠原子和铯原子——当它们被冷却到极低的温度时，隶属于气态、液态和固态之外新的量子相位便应运而生了。然后，研究人员用激光将两个原子捕捉在一起，再将它们合并到一个光学偶极子阱中。当两个邻近原子处于“激发态”时——即被激光激发产生电荷时——这时所产生的化学反应就会合成一个新的分子。
尽管这种化学反应很短暂，但是它成功证明了一个分子的形成可以用激光激发来实现，而不需要额外的原子作为催化剂。倪康坤说，下一步研究将是让不同原子在一个“地面”内进行结合，换句话说，也就是在没有电励磁的作用下，目的是促成时间更长的分子反应。她的假设是，如果在实验室中可以制造出一个偶极分子，那么制造出更大更复杂的分子在理论上也是可行的。
编译：朱明逸 责编：李雪
