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维尔纽斯大学物理学院提出了一种理论模型，该模型仅通过光就能"编程"原子，完全排除外部磁场。这从根本上改变了量子系统的操控方式。

原子介质的光学"代码"

该概念基于一个两步过程。首先，激光束设定原子的初始状态——一种"程序"。随后，这种预先准备好的原子介质开始主动影响穿过它的光，改变其形状和偏振。关键要素是光学涡旋——具有螺旋波前的光束。在这种涡旋中心，强度降至零，而暗区的大小由拓扑电荷决定。研究人员指出，拓扑电荷不受限制，可以取任意整数值——无论是正数还是负数。

从量子比特到量子态：10,000种状态

该模型的实际价值在于，信息不再编码于传统的量子比特（两种状态），而是编码于量子态——多级量子单元。理论上，这可以实现多达10,000种不同的状态，从而大幅提升量子计算的信息容量和稳定性。

自重构机制

为了控制矢量涡旋，科学家模拟了光束与具有三个能级的原子气体的相互作用。准备好的介质"继承"了光的空间图案：在某些区域，原子积极吸收辐射；在另一些区域，它们几乎变得透明。这产生了反馈——原子响应重构光束本身，将简单的环形结构转变为围绕中心具有多个明亮区域的复杂花瓣图案。同时，偏振结构也发生变化。此前，这种控制需要强磁场和笨重的设备。

理论上，这一开发为创建更快的量子处理器、高安全性通信网络和超精密光学传感器铺平了道路。

专家评论： 摒弃磁场不仅是简化方案，更是消除了缩放的根本限制。如果该模型得到实验验证，我们将获得更紧凑、更节能的量子系统，其中状态控制将在光本身层面实现。这或许会成为连接实验室原型与真实量子计算机的桥梁。