几年前，华沙大学的量子光学技术中心和物理学院的物理学家设计并制造了波兰第一台量子存储器，并进一步发展成为了量子处理器。华沙大学量子光学器件实验室负责人Michal Parniak博士说：“我们的处理器基于冷原子云。它们可以有效地存储和处理来自于光的信息。”

在最近发表在《自然通讯》期刊上的一篇文章中，博士生Mateusz Mazelanik和Adam Leszczynski与Michal Parniak博士一起展示了该设备可以解决标准处理器无法解决的现实问题，它可以用来作为超分辨率光谱仪的一部分。

论文第一作者Mateusz Mazelanik评论道：“我们从单光子中尽可能的挤出更多信息，因此测量会变得非常有效。”来自不同物体的光包含了大量的信息，例如构成这些物体的物质，这些信息在光谱中是可见的(当光在棱镜中分散时，你就可以看到光谱)。

从遥远恒星来的光能告诉我们这些恒星是由哪些元素构成的。当我们让光穿过溶液或物质时，我们能够确定它是由什么组成的，也就是它否含有毒素。收集和分析此类信息的科学被称为光谱学(也称为光谱法)。生物学家、物理学家、天文学家、化学家和医生每天都在跟这个科学领域打交道。

但是光谱学存在一个被称为“瑞利限制”的明显限制，它表明人们无法以无限的精度获得来自光的信息。光谱中的某些信号(光谱线)可能非常相似，以至于传统的光谱仪无法区分它们。  

Parniak博士说:“我们的设备和算法不仅使我们能够更有效地从光中收集信息，而且还有改善能将信息‘塞进’光中”。他指出，这个想法也可以用于电信领域，在这些领域中更有效的数据存储和光处理是至关重要的。
 
尽管已经努力绕过光谱学的限制，但华沙大学的研究人员展示了如何以一种完全非传统的方式去做到这一点，他们使用了量子信息科学的解决方案。因为在经典物理学无法应对的地方，量子物理学有时会提供一整套可能性。

华沙大学的物理学家建造了一种设备，该设备可以通过利用来自特定物体的少量光来实现高分辨率的光谱(15kHz)。Mateusz Mazelanik说：“我们的光谱仪使用的光子比传统光谱仪少20倍，它超过了传统光谱仪的极限。这是一个了不起的成就，因为具有类似分辨率的经典设备实际上并不存在。”

该处理器是在华沙大学制造的，它使用放置在真空场中的数十亿冷却铷原子云来进行计算。如果将这些原子置于磁场中并用激光照射，则可以控制它们来执行特定的逻辑操作，例如处理有关它们所照射的光谱信息。该计算中使用了量子效应，因此冷原子云中的计算不会替代传统的二进制计算，而是增加了一个新的质量水平。

Michal Parniak博士说：“我们提出了如何使用量子处理器解决光谱学中特定问题的想法”。他强调，在此之前，为量子处理器寻找实际应用并设计具有独特解决方案的此类设备并不多见。（编译:Qtech）