二千多年前的希腊发明家、哲学家阿基米德想出了用曲面镜反射光线的方式将光线集中到一点，传说他使用这种方法点燃了罗马敌军的船只。今天，这种弯曲的抛物面镜用于从卫星天线到激光谐振器等一系列领域，将光波利用两个镜子进行放大。现代量子物理学也利用了谐振器与曲面镜。

例如，为了研究单个原子，研究人员将光进行集中反映，以提高光波和原子之间的相互作用。瑞士苏黎世联邦理工学院的物理学家研究团队和国家中心的量子科技研究(NCCR QSIT)合作，已经制造出一个集中的谐振器电子设备来代替光波。在不久的将来，这种谐振器可用于制备量子计算机，并用于研究固体中多物质的影响。

在这项实验中，博士后研究人员Clemens Rossler和Oded Zilberberg利用半导体结构中电子可以在一个平面上自由移动的原理。根据平面的一端存在的所谓量子点（一个很小的电子陷阱，只有一百纳米宽，量子力学电子中存在的定义良好的能量状态，其类似于一个原子）。，这样的量子点也称为“人造原子“。”，在平面的另一端存在只有几微米的弯曲电极，电极作为曲面镜，在电压存在时可以反射电子。

更好的材料

将电子进行汇聚的研究于1997年在哈佛大学开展。不过，ETH的研究人员现在可以使用更好的材料，其制备于先进半导体量子材料的Werner Wegscheider实验室中。Rossler解释道：“这种材料比现在应用的材料清洁一百倍，因此电子可以移动的时间是现有材料的一百倍。反过来，这使得电子的量子力学波性质变得非常清晰，在现有材料中无法实现。”

进行实验中，物理学家然通过测量从量子点到曲面镜的电流来探测波。随着施加电压的改变，电流以特有的方式随之变化。ETH的Klaus Ensslin教授实验室的Rossler强调说：“试验结果表明，该电子谐振器不仅实现往返传波，而且实际上形成驻波，因此两量子成对出现。与光波不同，电子自旋使其像小磁铁一样。”研究人员表明，量子点和电子波谐振器的电子之间的相互作用是通过自旋实现的。“未来，这种自旋耦合可以连接远距离的量子点。”Zilberberg说。来自ETH 的Gianni Blatter教授实验室的她发明了一种理论模型群。

适用于量子计算机

有一段时间以来，量子点被认为是进行所谓的量子位或“量子位”用于量子计算机的不二之选。直到现在，量子点应用于此种计算机时需要彼此之间非常接近，以达到必要的耦合来执行计算。然而，这使量子点很难控制，个别量子位会出现跳读。长距离谐振器耦合可以轻松地解决这个问题。

基础科学也受益于ETH 开发的电子谐振器，例如，对于Kondo 效应的研究。这种效应发生在含杂质的材料中很多电子与磁矩之间的相互作用。在谐振器和量子点的帮助下，可以模拟这种含杂质材料，物理学家能够非常精确地研究Kondo 效应。

这位年轻的博士后花了一年的时间实现了该研究想法，现在已经发表了相关论文。Zilberberg对此发展的速度之快有非常简单的解释：“QSIT网络使得不同的研究课题和不同研究空间的学者可以很容易地进行自发合作，参与共同的研究项目。如果一个人需要专家的意见，通常在走廊处就可以进行讨论。”

新材料在线编译整理——翻译：陈琼    校正：摩天轮