2010年1月13日
里德伯原子是高度敏感的原子，因为一个电子只是松散地束缚着。与十分之一纳米大小的“正常”原子相比，这些巨原子大约有100纳米大。由于它们的灵敏度，它们对量子逻辑运算非常有用。
由于它们之间的距离可以达到几微米，它们可以用作量子态的条件开关，例如连接量子网络的节点。这种量子器件的小型化似乎也会受到这种大灵敏度的阻碍，因为里德堡原子也会与限制壁发生强烈的相互作用。现在研究人员5.物理研究所Universität斯图加特在没有明显干扰的情况下，可以将巨大的里德伯原子限制在显微镜下的玻璃细胞中。他们制作的这种微米大小的玻璃电池在气相中充满了“正常的”热原子。然后通过激光激发转化为里德伯原子。他们在《自然光子学》杂志最近的一篇文章中报道了这一进展。似乎热的里德堡原子限制在微玻璃电池已成为热门候选的小型化量子器件在甚至高于室温。
研究人员从5。物理研究所多年来一直在研究这些巨型原子。到目前为止，他们的研究集中在超冷原子上。在大型特高压室中使用精密的冷却技术，原子可以从环境中分离出来。最近，他们研究了里德伯原子之间的相互作用，并观察到一种基于里德伯电子的新型分子键。然而，用于这些实验的仪器相当复杂，当然不太适合应用。因此，他们正在寻找一种易于处理的、可伸缩的、适合大规模并行生产的替代方案。
玻璃微结构是一种成熟的技术，在平板显示技术中也有应用。为了将该技术用于原子的约束，有必要研究里德伯原子与附近玻璃墙的相互作用。如果敏感的里德堡原子被墙干扰，那么像量子信息处理这样的应用就不可能实现。现在是5号组。Universität斯图加特物理研究所成功地研究了里德堡原子与玻璃墙的相互作用。他们将它们限制在两个相隔不到1微米的玻璃墙之间，并使用相干光谱技术检测能量转移，该技术对量子信息的损失(退相干)非常敏感。他们发现，不同的里德伯格状态与墙的相互作用强度不同，并发现了一种几乎不受墙影响的特定状态。因此，现在看来，将里德伯原子应用于微电池以实现量子信息的目的是可行的。