2005年7月29日
商务部的物理学家美国国家标准与技术研究所使用了两种不同类型的带电原子的自然振荡，或离子在单个捕集器中混合在一起，以产生可能为未来原子钟供电的“蜱圈”。
据据报道，在7月29日问题上，不寻常的串联技术涉及使用单一铍离子来精确地欧洲杯线上买球感测单个铝离子的更高频率振动。NIST组使用紫外光激光器将能量从铝的振动转移到一对离子的共享“摇摆”运动，然后通过铍离子检测振动的大小。新技术解决了如何监测铝离子的性质的长期问题，这不能使用标准激光技术容易地操纵。
串联方法可能被用来制造基于光学频率的原子钟，这有可能比今天基于微波的原子钟更精确。它还可以简化量子计算机的设计，这是一种潜在的非常强大的技术，利用物质和光的量子属性来表示1和0。
“我们的实验表明，我们可以在不同种类的原子之间高效地来回传递信息。现在，我们正将这项技术应用于开发基于单个离子的精确光学时钟。”
今天的国际时间和频率标准测量铯原子在微波频率范围内自然发生的振荡，大约每秒90亿周。相比之下，光学频率要高出10万倍，或每秒大约1千万亿次，因此将时间分成了更小的单位。在光学原子钟方面，铝可能比其他原子(如汞)更有优势。
到目前为止，建造一个基于铝离子的时钟是不切实际的，因为这个原子无法满足四个要求中的三个。它确实以一个稳定的光学频率在两个不同的能量状态之间振荡，这个频率可以用作时钟参考。然而，现有的激光无法对铝进行冷却，其量子态难以制备和直接检测。这篇发表欧洲杯线上买球在《科学》杂志上的论文描述了铍——NIST在时间、频率标准和量子计算方面的主要研究材料——如何在铝充当时钟的同时满足这三个要求。
在NIST实验中，两个离子在电磁阱中密闭。铍离子是激光冷却并减慢到几乎绝对的零温度，这有助于冷却相邻的铝离子。然后，科学家使用不同的激光将铝离子放置在特殊的量子状态，称为“叠加”，其中，由于量子物理学的不寻常规则，离子在其两个时钟相关的能级。更多的激光脉冲被用于将该时钟状态转换为摇摆运动，这 - 由于两离子的物理接近和它们的电荷的相互作用 - 由铍离子共用。随着两个离子以协调的方式摇晃着，科学家们施加了两个额外的激光束以将该运动转换成铍离子的能量水平的变化，然后检测。
当信息在两离子之间传递时，它们短暂“纠缠在于”的量子物理学的另一个不寻常现象，其中物理上不同的颗粒的性质是相关的。欧洲杯猜球平台从量子计算借来的逻辑操作用于将铝的量子状态转移到铍。逻辑操作类似于“if / then / then”语句，其中结果取决于初始状态。例如，如果铝的原始状态处于最低能量水平，则无需传输信息。但如果原始状态处于更高的水平，则以比例量转移到铍的能量。
通过多次重复实验，用不同的激光频率在铝中产生各种叠加状态，科学家可以极其准确地确定其“谐振”或特征频率。这是铝原子的内部振动的频率，其可以用作原子钟的“蜱圈”。
根据这篇论文，串联技术可以用来研究各种原子的潜能，如硼和氦，用于光学原子钟。该技术还可以用于量子计算实验，在不同类型的离子或原子之间分配信息。由于不同的原子对不同频率的光作出反应，这可能会在未来的量子计算机中改善对离子或原子的控制。有关NIST在这一领域的研究信息，请访问http://qubit.nist.gov。
《科学》杂志所描述的工作得到了海军研究办公室欧洲杯线上买球和高级研究和发展活动/国家安全局的部分支持。
http://www.nist.gov/