德国科学家首次实现光子二维空间限域，成功观测到玻色-爱因斯坦凝聚

德国科学家首次实现光子二维空间限域，成功观测到玻色-爱因斯坦凝聚

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https://fanpusci.blog.caixin.com/archives/279502?originReferrer=caixinsearch_pc

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https://new.qq.com/rain/a/20241102A06OR500

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https://www.showapi.com/news/article/67a40a484ddd79f11a5d684b

近日，德国波恩大学Julian Schmitt教授领导的研究团队在光子限域领域取得重大突破。他们成功地将光子限制在平面二维空间内，并首次观察到了光子经历玻色-爱因斯坦凝聚的现象。这一发现不仅揭示了光子的新奇特性，更为未来量子计算和量子通信技术的发展开辟了新的可能性。

研究团队通过精心设计的实验装置，创造了一个独特的“盒子”状陷阱，用于限制光子的运动。这个陷阱由两面特殊设计的镜子构成，镜子之间填充有染料分子。当光子在镜子间来回反射时，染料分子会吸收并重新发射光子，这一过程有效地将光子限制在二维空间内。

玻色-爱因斯坦凝聚是量子力学中一个引人入胜的现象。当一群粒子（如光子）被冷却到接近绝对零度时，它们会凝聚成单一的量子态，展现出宏观的量子效应。这一现象最早由印度物理学家萨特延德拉·纳特·玻色和爱因斯坦在20世纪20年代预言，但直到近几十年才在实验中得以证实。

在波恩大学的实验中，研究人员通过精确控制温度和光子密度，成功诱导了光子气体发生玻色-爱因斯坦凝聚。这一突破性发现为进一步研究光子在均匀盒势中的量子气体性质提供了新的实验平台。

这一发现的科学意义和应用前景十分广阔。在量子计算领域，受限光子系统可以作为量子比特的载体，为构建更稳定、更高效的量子计算机提供新的思路。在量子通信方面，光子的特殊量子态有望用于实现更安全的量子密钥分发和量子隐形传态。

值得注意的是，全球主要国家都在积极布局量子信息技术。例如，北京市首届量子信息技术创新大会近日成功举办，会上成立了中关村（海淀）量子科技未来产业园。美国则计划从2025年1月起限制对华投资量子信息技术等领域。韩国也宣布正式实施《量子科技与量子产业促进法》，旨在推动量子科技产业化发展。

波恩大学的这一突破性研究，无疑为全球量子科技竞赛增添了新的变数。随着对光子限域理解的深入，我们有望见证更多革命性技术的诞生，这些技术将深刻改变我们的生活和工作方式。