物理学家刚刚提高了他们的赌注：不仅使原子分裂，而且更棘手，他们还将它们放回原处。
他们的秘密？量子物理学。一个科学家团队能够将一个原子“拆分”到其两个可能的旋转状态，即上下，并在原子恢复单个状态的特性后测量它们之间的差异。
这项研究不仅量子物理学家的游戏时间：这可能是探索量子计算机的开发的垫脚石，这是模拟量子系统（作为植物光合作用和其他自然过程的方法）的一种方法，它将有助于与当今计算机更有效地解决复杂问题。
德国波恩大学的团队对著名的双缝实验，这表明表面上是固体颗粒（原子，电子等）如何表现到波浪。研究人员发现，他们可以一次将原子发送到两个位置，被10微米（100毫米的一百分钟隔开）。 [图形：自然的最小粒子解释了这是给出的
双缝
在经典的双缝实验中，原子在其中有两个断裂的墙壁上发射，然后将它们传递到另一侧，在那里他们击中了检测器，从而产生了从波浪中预期的干扰模式。如果原子的行为方式我们直观地期望粒子的行为方式，则它们应该从一个或另一个缝隙中出现，而没有干扰模式。随着越来越多的原子穿过裂缝，应在缝隙后面的两个点附近有一群。
由于这是量子力学，所以这不是发生的事情。
取而代之的是，有一个干扰模式显示峰值和山谷。这原子的行为就像光波。原子一次位于两个地方。
但是，如果您试图在一个或两个地方看到原子，它将“崩溃”成一个，因为观察它的行为决定了它的命运。因此，干扰模式消失了。
原子双胞胎
在波恩的实验中，研究人员在一个剖宫产的一个原子上按了两个激光，将其移至左或右。激光允许研究人员精确地控制原子的运动，而老式的双缝不能不能。 （在发射激光之前，研究人员将原子冷却至绝对零的头发，消除了大部分自身运动。）
每个原子都有一个旋转状态，它是向上或向下的。通过立即向两个方向移动原子（使用两个激光器），科学家就可以使其“分裂”。与将原子分裂成其组成的亚原子颗粒不同，放射性衰减，在这种情况下，原子本质上分为一组双胞胎。它立刻在两个州 - 上下。 [扭曲的物理：7个令人振奋的发现这是给出的
不可能一次看到两个状态。如果要测量原子的状态，它将“崩溃”到一个状态。但是，当人们在旅途的尽头看原子时，可以测量这两个状态的组合。
因为原子 - 其他量子颗粒- 像波浪一样的行为，就像波浪一样。 （该阶段是波周期中的特殊点，通过度量进行测量。两个波形相同的波和180度彼此相同的度量会相互取消，因为一个人的凹槽与对方的波峰对齐。彼此相同的波浪将与对方相一致，将其与另一个波峰相一致）。
激光将原子向左或向右移动时，它会扭曲波相。因此，当原子到达目的地并且不再是“分裂”时，这两个自旋状态的阶段现在存在差异。即使不可能一次看到两个状态，当一个人在旅途的尽头看原子时，可以测量两种状态的组合。
控制Qubits
除了测量该相位差外，研究人员还看到了“定位” - 在空间上，原子所采取的双重路径比以往任何时候都更遥远，而与纳米尺的尺度相比。
正是这种双重性质被称为超级原子，可以使量子计算机如此强大。位（称为“ Qubits”）可能一次处于一个以上的状态，允许计算将普通计算机持续很长时间。这也意味着量子计算机可能对模拟其他量子系统有用。
该论文的合着者之一物理学家安德里亚·艾伯蒂（Andrea Alberti）说，这就是为什么研究人员希望尝试更多原子的原因。他说：“有两个原子，您有四个不同的轨迹，但只有一个是'开会'的地方。”通过控制更多原子的阶段，您有更多的位。在所有四个可能的州中，人们都可以将其视为两个位。
他说，尚不清楚制造一台工作量子计算机需要多少块。但是，科学家可以控制单个原子的相状态的事实意味着应该有可能用一个以上的一件事做同样的事情。
艾伯蒂说，这一点是要建立模拟量子系统。现在这很困难，因为计算是如此复杂。但是，量子计算系统比经典计算机更好地适合此类计算。
