不可思议！光也可以被完整移动，这让科学家很兴奋

这是特制的真空室，实验就在这里进行。

光真是让人感到不可思议。你可以扭曲它，也可以反射光。研究人员已经找到了一种方法来捕捉光，移动它，然后再释放。

这个令人难以置信的物理学壮举在约翰内斯·谷登堡-美因茨大学得到了证明并被发表在《物理评论快报》上。研究人员在量子存储器里捕捉光，这是一团超冷铷原子云，然后将量子存储器移动1.2毫米，释放出的光对其性能几乎没有影响。

“可以这么说，我们把光放在手提箱里储存起来，只是就我们而言，这个手提箱是由一团冷原子组成的。我们把这个手提箱移动一段很短的距离，然后再把光放出来。这不仅对于一般的物理来说很有趣，而且对于量子通信来说也是如此，因为光是不容易被’捕捉’的，而且如果你想以一种可控的方式将它运输到别处，最后都会丢失。”资深作家帕特里克·温德帕辛格教授在一份报告中说。

量子通信网络对计算机技术的未来至关重要，它利用自然界的量子特性来产生不可思议的计算能力。储存甚至移动光的能力是实现这一目标的关键。如果没有这个能力，是不可能扩大量子网络的规模的。

移动原子云是不容易的，如果不扰乱它们的话。如果你想让被困在它里面的光保持安全，你对它们施加的影响要非常小。为了解决这个问题，研究小组开发了一种“光传送带”。在不丢失或加热原子云的情况下，两个激光器被用来移动原子云。

商业量子计算机和网络中仍然有许多障碍存在，但在这项工作中克服了一些困难。量子系统很容易受到周围环境的干扰和噪声的影响，这就是为什么量子系统被维持在非常低的温度下，以便控制系统的特性。

由于多种因素，目前传输距离较短，但归根结底是因为光只能以这种方式储存在有限的时间内。与许多量子现象一样，当前的存储方法很容易被破坏。我们的目标是尽可能让光保持不变。所以尽管1.2毫米看起来很短，但对这个领域来说是一个巨大的进步。

相关知识

电子云是物理学中原子结构-电子云模型所衍生的一个概念，意在以几率描述电子的方位，而非像先前的轨道模型来描述电子运动的轨迹。

电子在原子核外很小的空间内作高速运动，其运动规律跟一般物体不同，它没有明确的轨道。根据量子力学中的测不准原理，我们不可能同时准确地测定出电子在某一时刻所处的位置和运动速度，也不能描画出它的运动轨迹。因此，人们常用一种能够表示电子在一定时间内在核外空间各处出现机会的模型来描述电子在核外的运动。在这个模型中，某个点附近的密度表示电子在该处出现的机会的大小。密度大的地方，表明电子在核外空间单位体积内出现的机会多；反之，则表明电子出现的机会少。由于这个模型很像在原子核外有一层疏密不等的“云”，所以，人们形象地称之为“电子云”。

电子云对应的是原子电子轨道，是解薛定谔方程的结果。 薛定谔方程的解称为“波函数”，又称“轨道”，表示的是电子在该空间范围出现的概率，而不应该理解为电子在空间中的运动轨迹。其中有四个量子数：主量子数n n=1，2，3，4，5…… 在原子轨道理论中称“能层”

角量子数l l=s，p，d，f，g，h，i…… 在原子轨道理论中称“能级”

磁量子数m m=2l+1 (s=0,p=1,d=2……) 在原子轨道理论中称“电子云伸展方向”，同一亚层的轨道称简并轨道。

by：Alfredo Carpineti

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参考资料

1.WJ百科全书

2.天文学名词

3.原文来自：https://www.iflscience.com/space/researchers-were-able-to-store-and-move-light-in-quantum-breakthrough/

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