两个单原子首次结合为偶极分子

科学日报北京4月15日电(记者刘霞)据哈佛大学官方网站12日报道，美国哈佛大学首次在实验室将两种单原子分子结合成所谓的偶极分子。偶极分子可以形成一种新的量子比特(量子信息的最小单位)。因此，新的研究有望使科学家进一步开发更高效的组件，促进量子计算的发展。

当原子结合发生化学反应时，它们就变成了分子。分子是化学反应和生命本身的基石。此前，科学家在实验室中结合原子团簇来创造分子，然后测量反应来进一步了解分子如何相互作用，从而更好地控制化学反应和设计新的量子材料。

这一次，哈佛大学化学和化学生物学助理教授倪康坤的研究团队用一个钠原子和一个铯原子简化了这个过程。他们用激光捕获原子，并将其冷却到极低的温度，然后用另一束激光将原子激发到“激发态”，从而引发化学反应并生成分子。

倪康坤向《科技日报》记者解释道:“每个反应都是一样的:原子和分子在微观层面上是独立结合的。新实验的不同之处在于，我们第一次从两个单原子合成了一个单分子，我们可以以前所未有的精确方式控制原子和分子以及结合模式。虽然反应时间很短，但实验证明，化学反应可以在单个分子水平上进行研究和控制。”

倪康昆说:“我们在日常生活的各个方面都使用分子，但是分子的种类太多了，用现在的电脑不可能完全研究它们。如果我们有能够解决复杂问题并有效探索分子空间的量子计算机，那么分子甚至量子计算机的研究将会呈现出新的面貌。”

倪康坤说，下一步是让原子更“接地”——在非电激发状态下将它们结合起来，产生更长的分子反应。如果偶极分子可以在实验室中产生，那么更大更复杂的分子也可以产生。

这项研究发表在最新一期《科学》杂志上。