粒子尺度的运动发生得非常快，这使得很难看到那里发生了什么。现在，密歇根大学和雷根斯堡大学的工程师开发了一种“attoclock”，可以以小至五分之一秒的增量拍摄电子快照。
对于当前的计算机，时钟速度以纳秒为单位，即十亿分之一秒。虽然这对于我们今天使用它们来说已经足够快了，但量子计算机有可能大大加快速度——我们只需要首先正确的工具。
“你当前计算机的处理器以千兆赫兹运行，每次操作是十亿分之一秒，”该研究的第一作者Mackillo Kira说。“在量子计算中，这是非常慢的，因为计算机芯片内的电子每秒碰撞数万亿次，每次碰撞都会终止量子计算周期。为了推动性能向前发展，我们需要的是电子运动的快照，速度要快十亿倍。现在我们有了它。
该团队的新设备在完全不同的时间尺度上进行测量 - 阿秒，即五分之一秒。为了说明这个时间框架有多短，一秒钟内的阿秒数是整个宇宙历史中秒数的两倍多。
不言而喻，记录如此小的时间增量将具有挑战性，但该团队已经开发了一个新的系统，让他们这样做。该技术涉及两个光脉冲，其能量与电子相匹配 - 第一个是红外光脉冲，使电子进入可以穿过半导体材料的状态。接下来，施加低能量太赫兹(THz)脉冲，将电子发送到轨迹上以迫使正面碰撞。这会产生闪光，并且可以分析这些闪光的精确时间以揭示量子相互作用和其他细节。
“我们使用了两个脉冲 - 一个与电子状态能量匹配，然后第二个脉冲导致状态改变，”Kira说。“我们基本上可以拍摄这两个脉冲如何改变电子的量子态，然后将其表达为时间的函数。
该团队表示，像这样的设备是通过提高我们对电子如何在材料中移动，行为和相互作用的理解，是迈向更好的量子计算机的第一步。
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