IBM 科学家借助量子计算推出首个“半莫比乌斯”分子

IBM 研究中心的一个团队组装了一种奇怪的新型环形分子,它像更复杂的莫比乌斯带一样弯曲

来源:科学美国人

IBM 科学家借助量子计算推出首个“半莫比乌斯”分子

IBM 研究中心的一个团队组装了一种奇怪的新型环形分子,它像更复杂的莫比乌斯带一样弯曲

作者:Joseph Howlett 编辑:Lee Billings

新发现的半莫比乌斯分子。电子云以复杂的几何形状围绕原子环扭曲,使奇怪的量子物理学成为可能。

科学家刚刚创造了一种新的、奇怪的分子。与许多其他更简单的分子一样,它是由一堆原子结合成一个环组成的。但如果你能以某种方式放大围绕原子运行的电子,你会发现它们围绕环的运动变得怪异而扭曲。这些扭曲形成了一种新结构,类似于著名的单边莫比乌斯带,但更加复杂。

IBM 研究中心的团队通过操纵单个原子键设计了这种分子,然后用高倍显微镜对其进行成像。研究人员还利用 IBM 最先进的量子计算机的力量证实了他们所看到的结果。他们的工作今天发表在《科学》杂志上。这是“拓扑”化学的最新突破,研究奇怪形状的分子及其表现出的奇异量子行为。它展示了量子计算机如何帮助研究和模拟这种亚原子混乱。

在这项新研究之前,没有人认为这是一种理论上的可能性——而现在它是真实的。 “事实上,这种分子不仅在理论上被提出,而且实际上已经被合成,这将对分子科学领域产生重大影响,”日本分子科学研究所的研究员 Yasutomo Sekawa 说,他没有参与该团队的工作。

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半莫比乌斯更加奇怪。在这里,电子云是十字形的,这使得它们可以一半扭曲,而不是一路翻转。