分子制冷技术

科学家使用激光，把分子冷冻到接近绝对零度（-273°C）,这将是迈向控制物质化学物理过程，制造量子计算器的重要一步。

美国耶鲁大学的爱德华舒曼和戴维德米尔，通过原有技术并加入几项新技术手段，把氟化锶（SrF）冷冻到仅有几百微开氏度，这是首次使用单分子激光制冷达到这样的低温,这一结果发布在英国《自然》杂志网站上。

当原子被冷冻到接近绝对零度时，它们就会遵守特殊的量子力学定律,在与它们的低能级相应的状态下振动，这被用作超敏加速计和量子钟，原子本身也会黏在一起形成一种“超级原子”，这就是著名的“玻色——爱因斯坦凝聚”。

激光冷冻氟化锶

戴维德米尔和他的硏究团队则希望将分子冷却到非常接近绝对零度的低温，以便于他们对量子力学的化学特性进行硏究。由于分子的两极类似一个有着南极和北极的小磁体，硏究人员可利用这一性质，构建一个反应系统，让超冷粒子在其中相互反应，而这正是超冷原子无法实现的。

冷却分子比冷却单个的原子要复杂困难得多，原子能被冷却是由于激光束中的光粒子被原子吸收并重新发出光子，从而令原子失去部分动能，经过上千次这种反应作用，原子会被冷冻到趋近绝对零度，即在绝对零度附近十亿分之几的温度范围内。

戴维德米尔说，分子制冷并不一件容易办到的事，分子比原子更重，因此更难对激光起反应。而且，分子会以原子键和旋转、自旋的方式储存能量于其体系结构中，这些因素都导致很难令分子变冷。

别的硏究者制造超冷分子是通过冷却单个原子并将它们聚合在一起形成超冷分子，但戴维.德米尔则打算将整个分子一下冷却,他的硏究小组采用了一种新方法，使得分子在同一方向上实现整体制冷。他们首先选中了氟化锶，因为通过测算他们认为，这种分子不太可能发生振动，因此有利于制冷；随后，他们使用一束彩色激光，用来确保能量被分子吸收同时又不会让它们自旋；最后，他们用了一种预先冷冻的氟化锶，并取得了良好的实验效果。

用于量子计算器

尽管目前的温度还未达到最低，但硏究小组已在设法让氟化锶冷却到大约三百微开氏度,他们表示，从主要的基本数据得知，这个温度还能降得更低,如果进一步把激光制冷技术拓展到分子，就能让多种不同的分子达到超冷稳定。

戴维.德米尔说，最终超冷材料将应用在量子计算器上,由于超冷分子具有“磁体”特征，这表明分子间能通过磁场而互相反应，也就是说它们能够用来执行分类量子计算，更有可能突破现有计算器的编码和译码问题，实现量子重迭与牵连原理产生的巨大计算能力。