物理：‘原子’傳輸帶

德國的科學家成功地製作了原子尺度的傳輸帶。這項新技術可將原子一個一個地擺至所須之處。

想像原子行至傳輸帶的末端時掉入某種容器，波昂大學以Stefan Kuhr 為首的研究人員預期這項技術可為量子電腦的開發闢出一條新路。利用量子力學的規則，量子電腦的運算速度和記憶容量將大幅提昇，但如此超強威力的電腦目前還只是紙上作業。在所提出的草案中，有些設計牽涉到如何把數個原子困在空腔中。不過要把原子置於空腔內至今純憑運氣，這有點像希望一隻蜜蜂飛進牛奶瓶般。原子傳輸帶則能揀取原子並置它們於正確的地方。

原子尺度的工具所面臨的一個主要問題是：如同蜜蜂一般，原子的行徑瘋狂。想要使原子乖乖地坐在傳輸帶上，一定得先讓它們慢下來。

Kuhr等人利用雷射光束作用在銫 (Cesium) 原子上以使其減緩，接著將原子困在磁力阱 (magnetic trap) 中。值得注意的是藉著開關磁力阱，他們可以一次只釋放一個原子至兩對立交錯且相同頻率的雷射光束中。此時，一類似洗衣板溝槽的干涉模式把原子再次困住。不過，當研究人員輕微地改變其中一光束的頻率時，這一連串的溝槽會穩定地隨著光束行進。陷在某一溝槽的原子就好像被傳輸帶運載般地跟著干涉模式移動。若要將原子停在某一點，則把兩雷射再次調回相同的頻率。

研究人員目前可移動原子約一公分遠，並可以誤差百萬分之一米的精密度置放原子。他們亦可將原子在萬分之一秒內由靜止加速至每秒10公尺的速度。此外，若在原子行進時瞬間關掉雷射，他們可把原子像打彈弓般地按特定速度拋至空中。

Kuhr的下一步是把兩個原子放在兩面鏡子間，並使原子交換光子。這種簡單的雙原子系統可能成為量子電腦的建構基礎。物理學家亦可能使用原子傳輸帶把原子擺成直線以製作最小的電子電路。

原始論文﹕ Kuhr, S. et al. Deterministic delivery of a single atom.. Science, (2001).