不是操作电子而是操纵整个原子的集成“电路”将要问世了，奥地利的研究人员已经证实原子可以在一个微型芯片中沿着导线运动。这项技术有望为新一代计算机奠定基础，这种新型计算机的性能比现在使用的计算机要高得多。

　　传统电子学的基本研究对象是电子，电子是一种带电粒子，它在原子中围绕原子核运动。因为金属和半导体中的某些电子能够摆脱特定原子的束缚从而可以在整块金属和半导体中自由运动，所以这些材料能够导电。计算机所处理的数据是一系列电脉冲的编码，通常它们沿着硅基芯片中的微型金属或半导体电路流动。

　　现在奥地利因斯布鲁克大学的佐格 · 施密德梅尔（Jong Schmiedmayer）及其同事在《物理评论快报》上建议做一个流通转换，他们证明让原子在仅有0. 01毫米宽的导线中移动是完全可能的。研究人员相信这些“原子电流”可以像电流一样彼此相互作用，执行计算操作。与标准电路在导线内部携带电子不同，“原子电流”是在导线上携带电子的。此时的电线扮演着一种磁性向导的角色，它的作用是指示原子的运动方向。

　　在集成系统中，人们是通过蚀刻剥离导线旁边的“沟渠”来把导线刻入一个镀金的半导体中的。当常规电流经过金导线时，它们将像经过磁场一样变成环型电流（这种电磁感应原理是制造电动马达的基础）。

　　通过使这一磁场与另外一个由附近的粗电线产生的磁场结合，研究人员发明了一种沿着导线运行的“磁性峡谷”。当释放到这个峡谷的冷磁性原子沿着峡谷传播时，它们的行为就像一窝蜜蜂盘旋在深谷中一样。

　　但是，把原子引人这种磁性峡谷是相当困难的事情。要把蜜蜂引入山谷，最好的办法是首先将它们捕获，这也是施密德梅尔及其同事对锂原子所采用的方法。施密德梅尔等人把锂原子限制在一个被称为“磁光阱”的区域内，在磁光阱中他们使用磁场和激光束来引导原子进入一个很小的空间。其实，限制原子的运动就是冷却原子。原子要停留在磁性峡谷中就必须被冷却；如果原子的运动过于剧烈，那么它们就可能跳离“磁性峡谷"。

　　去年，施密德梅尔及其同事第一次成功地用引导磁场让原子沿着导线运动。但是，这些导线是独立式的钨导线，比人的头发还稍细一些。奥地利小组还把电路按比例缩小成扁平的芯片系统，这证明了在原则上“原子电路”可以像电子电路一样微型化。

　　可是电子电路工作得不是挺好的吗？为什么还要考虑原子电路呢？这其中的一个主要原因是，原子跟电子不同，原子团可以通过玻色-爱因斯坦凝聚变为所谓的“相干量子态"。这种“相干量子态”对实现假想中的量子计算机是必不可少的。量子计算机采用量子理论的规律工作，它的性能可能比传统的计算机高很多。

　　一个棘手的问题是，我们应当怎样称呼基于原子电流的“电子学”呢？“原子学"看上去并不是一个好名称。虽然我们不必现在就仓促地给它起个新名字——但是很显然， 要把原子引导技术发展到实用阶段还有一段很长的路要走。

　　[ Nature， 2000年5月24日]