现在的电子计算机或将来的量子计算机都需要定向控制单个存储点，从某种意义上说犹如交响乐，提琴和铜管乐器等必须协奏好才能演出一首美妙的乐曲。迄今，研究中的量子计算机还无法可靠地将运算指令输入或将结果显示，日前，德国马普量子光学研究所发明了一种方法，可以在极冷的条件下定向控制原子运动，使相邻静止的原子成为量子计算机处理器的核心。

 

类似于研究高温超导材料在相对较高的温度下无电阻传输电流一样，在马普量子光学研究所的物理实验室里，虽然还没有量子计算机，但研究人员利用量子模拟器已能够澄清量子物理的许多未知现象，模拟未来第一台量子计算机可处理的简单任务。马普量子光学研究所该项目负责人斯蒂芬·杜尔介绍了利用量子模拟器解答未来量子计算机原理的一些方法，“我们利用一种磁场和激光，使未来的量子比特能根据计算指令定向传输，或将其数据显示”。

 

其方法是使量子处理器在一种极冷气体的条件下冷却，即使一种气体的温度仅高于绝对零度的10亿分之几度。这种气体的原子形成了博斯－爱因斯坦冷凝态，单个原子失去了自己的特性而犹如一个超级原子。根据这个方法，研究人员在量子模拟器中注入由10万个铷原子组成的气体团，当两个原子碰撞时，利用磁场和激光束将其捕获，通过合力将两个原子瞬间内结合成分子。在很短的时间内将两个原子结合会改变原子的特性，其特性的变量取决于两个原子结合前的状态，以及磁场和激光能量的强度。由此，量子计算机就可以基于这种方法，通过磁场和激光来实现计算，读取原子变化前后的状况。

 

物理学家很早就开始利用磁场或激光来强制原子结合成分子，但没有将磁场和激光两种外力方式结合起来，利用单一的外力有许多缺陷，如利用磁场捆绑原子时，所有的原子对会同时出现，而利用激光作为媒介时，原子又通常会从气体团中强烈碰撞而损失。斯蒂芬·杜尔称：“我们借助了磁场和激光的合力来控制原子，这样避免了原子的损失。”在这个试验中，激光的精确控制很关键，这样原子在气体团很小的范围内，能够使单个的原子对结合成分子。