在斯图加特大学的实验室里，通常不超过尘埃大小的原子突然变成了庞然大物。它们的电子轨道直径达到1,1微米——是普通原子的一万倍。正是这种“膨胀”的里德伯原子，让物理学家一举打破了三项世界纪录。
成功的关键在于在室温下实现圆态里德伯原子。此前，为了抵御热辐射，需要用液氦冷却。由蒂尔曼·普法乌教授和弗洛里安·迈纳特博士领导的团队将原子与黑体辐射屏蔽开来，实现了11毫秒的寿命——比此前的结果长二十倍。同时，他们还创下了光镊中保持时间的纪录——133毫秒。
里德伯原子能在五微米的距离上相互作用——以原子尺度衡量，这是极其遥远的距离。这使得它们能够被排列成有序阵列，并精确控制相互作用，这对量子模拟器至关重要。光镊中的中性原子已被认为是可扩展量子设备最有前景的平台之一。
这一成就不仅对基础科学意义重大。量子信息更长的保持时间降低了计算中出错的概率，而在室温下工作则消除了通往实际应用道路上的主要障碍。研究人员指出，他们的方法基于1980年代的一个物理思想，但已针对现代量子平台进行了调整。
未来几年，该团队计划在此基础上创建更强大的量子模拟器、计算机和高精度传感器。《自然·通讯》上的发表证实：三项纪录并非偶然，而是一次系统性突破，使人类更接近可靠量子技术的时代。
