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通过单一钠和单铯原子之间的受控反应在光学镊子中生产单个分子。在玻璃电池真空装置内，悬浮激光冷却的钠原子云，允许显微镜观察从旁边捕获的缺乏原子的荧光。
在规模方面，它可能是哈佛大学的最小科学突破。
哈佛助理化学和化学生物学教授Kang-Kuen Ni和同事们将两个原子合并为研究人员称之为偶极分子。这项工作是在科学中发表的新文件中描述的。
研究人员表示，由于偶极分子构成新型量子位，这可能导致更有效的Qubit Qubit，这是对量子计算的未来的最佳许可。
“量子信息处理的方向是我们兴奋的一件事，”Ni说。“我们需要在我们日常生活中进行所有不同应用的分子。然而，分子空间如此庞大，我们不能用目前的计算机充分探索它。如果我们有量子计算机可能会解决复杂问题并有效地探索分子空间，则影响将大。“
虽然开发这些分子 - 以及可以利用它们的计算机 - 将需要更多的研究，目前的调查结果表明了先前未实现的精确工作水平。
当它们结合在一起以产生化学反应时，原子成为分子;分子最终是化学和生命本身的构建块。过去的实验室通过组合原子簇来产生分子，然后在平均值方面测量反应。目标是获得对分子互动的额外见解，并能够实现反应化学和设计新量子材料的控制。
然而，由NI领导的团队开始只有两个原子，一个钠和一个铯，它被冷却至极低的温度，其中新的量子阶段之外的气体，液体和固体将出现。研究人员然后使用激光捕获原子，并将它们合并在光学偶极陷阱中。虽然两个原子处于“激发状态” - 即通过激光电荷的电荷 - 可以发生以产生分子的反应。
“对于每种反应是真的，”Ni表示，“原子和分子在微观水平上均匀组合。我们所做的不同之处在于创造更多的控制。我们使用光学镊子抓住两种不同的汗湿原子，并闪耀激光脉冲以绑定它们。整个过程正在发生超高真空，气密非常低。“
虽然短暂，反应证明，可以通过使用激光刺激而不是额外的原子作为催化剂来形成分子。
NI表示，进一步的步骤将是将原子组合在“地”或不电激发，状态，以产生更长寿命的分子反应。她补充说，希望如果可以在实验室中创建一个偶极分子，也可以更大，更复杂。
“我认为很多科学家们都会追随，现在我们已经表明了可能的事情，”Ni说。“这项研究激励了一些不同的东西。一般来说，我们对一个基本的研究感兴趣，看看物理相互作用和化学反应如何有助于使现象复杂。我们希望占据最简单的案例，是量子力学的规律，这是自然的基础法则。我们的量子件将建立更复杂的东西;这是初步的动机。当然，这项工作尚未完成，但这是一个突破一步。“
该研究得到了阿诺德和MABEL BECKMAN基金会，AFOSR年轻调查员计划，国家科学基金会和阿尔弗雷德P. Sloan基金会的资金。
出版物：L. R. Liu，等，“从两个原子的水库建立一个分子，”Science，2018年4月12日：eaar7797; DOI：10.1126 / science.aar7797.
