量子飞跃

莎拉·斯皮尔曼博士.D. 在迈克尔·诺埃尔教授的实验室学习物理的学生, 获得美国国家科学基金会(NSF)研究生研究奖学金.

这是美国历史最悠久的奖学金项目，直接支持各种STEM(科学)专业的研究生, 技术, 工程, 和数学)领域. 自1952年以来, NSF资助了60多个项目,5000个研究生研究奖学金，超过500个,000名申请者. 目前, 42位研究员后来成为诺贝尔奖得主, 超过450人成为美国国家科学院院士

她在丹尼森大学读本科的时候, Spielman从Melanie Lott教授那里得知了布林莫尔的研究生项目, 她获得了博士学位.D. 他是一位熟悉迈克尔·诺埃尔研究的顾问.

她的研究重点是研究高激发态量子系统中的能量交换, 超冷原子. “我正在研究原子是如何相互作用的, 他们是如何相互交谈的, 以及它们在量子系统中如何随时间演化,她解释道.

Spielman在实验和模拟(在计算机上)两方面都做了她的研究。. 实验是在实验室的光学台上进行的，在光学台上，几十个镜子和透镜以不同的角度排列，形成一个令人眼花缭乱的迷宫，让激光在到达原子陷阱之前行进. “这里的一切都必须设置在一个非常特定的配置中，这样我们才能让激光做我们想做的事情,斯皮尔曼说. “现在，我正在研究用一种叫做激光冷却的技术来捕获原子. 一旦这成为可能, 我们可以设置其他激光器, 我们可以用它来激发原子, 所以它们相互作用，相互交谈.”

如果一切设置正确, 斯皮尔曼将创造合适的条件，在原子水平上研究一种被称为多体定位的独特量子行为背后的机制. 为了解释这个问题，斯皮尔曼举了一个放在冰箱里的热咖啡的例子.

“想象一下，今天早上你煮了一杯热咖啡，把它放在冰箱里，”她说. “如果你第二天查看它，你会发现你的咖啡已经冻结了. 这叫做热化. 这是我们习惯看到的，”她解释说. “但在量子层面上，可能会发生一种叫做局部化的奇怪现象. 你可以第二天再来, 打开冰箱, 发现你的咖啡杯和以前一样热.”

斯皮尔曼的研究结果的潜在影响是广泛的，但对那些致力于建造量子计算机的人来说尤其感兴趣. Spielman解释说，这些局部原子系统可以用作一种“量子存储器”,就像电脑上的内存芯片一样.

“量子计算机仍处于起步阶段, 但这些计算机将比我们今天的计算机强大数千倍.“除了和诺埃尔一起工作, 斯皮尔曼还与乌尔西纳学院的物理学教授托马斯·卡罗尔合作, 诺埃尔的第一个博士是谁.D. 学生.

她说:“他们俩不停地给我建议。. “作为一名博士能够获得如此多的关注，这真的是一种独特的情况.D. 我真的很感谢能成为布林茅尔社区的一员."