德國物理學家創紀錄：單原子捕獲逾兩小時，量子運算向前邁進

冷凍設計創新：保留完整光學通道，無需複雜低溫外殼

呢個設計最關鍵嘅洞察係：所有嘅成像同光鑷光學系統都安裝喺玻璃電池外面，喺室溫空氣中運作。咁樣就避免咗需要使用特製、要承受熱脹冷縮同超高真空嘅真空兼容低溫鏡頭。玻璃電池本身係處於室溫區域，只有真空腔內部深處嘅冷指尖要主動冷卻 。

即係話，個系統保留咗 完整嘅光學通道，可以用標準嘅商用高數值孔徑（high-NA）鏡頭；代價就係原子會受到室溫黑體輻射影響。研究人員話，呢個設計可以兼容將來用室溫微波屏蔽嚟做Rydberg態實驗 。

為數萬原子嘅無缺陷陣列鋪路

論文明確指出，更長嘅捕獲壽命直接令到更大規模嘅排序陣列成為可能。因為排序時間同原子數量成線性關係，而維持無缺陷陣列嘅機率會隨住尺寸增長呈指數下降，所以長達幾小時嘅真空壽命提供咗足夠時間去組裝大規模有序結構。結合完整光學通道支援嘅大視野鏡頭同高功率激光器，研究人員預測呢個係一條 實現數萬個原子、甚至超過10萬個原子嘅無缺陷陣列嘅現實路徑 。

2. 柏林洪堡大學：利用表面力嘅混合奈米光子陷阱

柏林洪堡大學（由 Arno Rauschenbeutel 教授領導嘅團隊）展示咗一種 混合奈米光子陷阱，用嚟捕獲冷銫原子。呢項成果分別以預印本（arXiv:2509.17767，2025年9月）同正式發表喺《Nature Photonics》期刊上 。

運作原理

• 呢個陷阱利用 表面力（Casimir-Polder 相互作用加上奈米光纖表面嘅靜電荷） 嚟吸引原子，同時用 單一藍光失諧嘅消逝場激光 提供排斥力 。
• 呢個設計取代咗標準嘅雙色（紅光 + 藍光）偶極陷阱，呢種雙色陷阱通常係奈米光纖捕獲原子所需。陷阱嘅最低點距離奈米光纖表面約 650 nm，深度約為 1 μK 。

關鍵性能指標

• 原子儲存時間： 140(9) 毫秒，比標準嘅雙色偶極陷阱更長，即使呢個混合陷阱明顯更淺 。
• Ramsey 相干時間： 16.8(2) 毫秒，比起之前嘅奈米光子波導陷阱長咗一個數量級以上，因為原子大部分時間都處於低光區域，減少咗差分光移（differential light-shift）導致嘅退相干 。

重要性

呢項研究顯示，原本被視為麻煩、需要盡量減少嘅表面力，其實可以 被善用成為有用嘅工具 嚟進行捕獲。呢個方法簡化咗光學系統嘅需求（需要更少激光光束），同時大幅提升咗相干性，對未來嘅量子記憶體、量子網絡節點同其他奈米光子量子裝置好有潛力 。