本文讲的是 RSA加密或成历史 麻省理工研制出5原子量子计算机,当今世界上的加密技术主要依赖多位数来防止破解，但麻省的研究人员表示，已经研究出首台5原子量子计算机，让这些传统的加密技术退休是指日可待了。

研究人员使用激光脉冲把原子控制在离子阱中，以保持量子系统的稳定，这样可以使用更多的原子和激光来建立更大更快的量子计算机以分解更大的加密位数。因此，当今主流的加密技术如RSA，可被这种5原子量子计算机迎刃而解。
5原子量子计算机的开发最早可追溯到1994年，麻省理工的教授皮特.肖尔提出一个计算大数素因子的有效方法。这个方法被称为是已知的最复杂的量子算法，人们只需制造出一台足够大的量子计算机，即可实现对高位加密算法的破解。虽然这种计算机的建造成本和实际应用性让人无法接受。但这只是技术优化问题，迟早会得到解决。
一般来说，分解数字15的质因数需要用到12个量子比特，但是研究人员已经找到了一种方法使得对量子比特的需求降低到5个，每个量子比特都用一个单一原子来表示。每个原子都能处于叠加态，即同时处在两种不同的能量态中。
原文发布时间为：三月 8, 2016
本文作者：Recco
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原子结构的知识主要集中在电子部分，这一章应当掌握基础的定义和常数。大概总结如下：
泡利原理：原子中不能容纳运动状态完全相同的电子。
洪特规则：能量相等的轨道上，电子尽可能自旋平行地多占不同的轨道。 
1. 电子的电量： 
2. 电子质量： 
3. 测不准原理： 
 （ 
 即粒子动量 
 ）
4. 主量子数（电子层，能层）： 
取值范围：1,2,3,4……
5. 角量子数（亚层，轨道形状，能级）： 
 的意义是表示不同的一能层内不同的能级。其取值范围由主量子数 
决定，为 
 。1即代表s轨道，2代表p轨道，以此类推。
6. 磁量子数（同一亚层的轨道数）： 
 的取值范围由 
 决定，即 
 = 
7. 自旋量子数（电子排布图中的两个小箭头即代表电子的两种不同自旋状态）： 
自旋量子数被用来描述电子的两种不同状态，这两种状态有不同的“自旋”角动量可以取 
 或 
8. 光子能量公式： 
9.“n+0.7l”(n为主量子数，l为角量子数）
由图片可以看出：电子排布一般从1s，2s，2p这样排下来。一个挨一个的加上去，1s排2个电子，2s亦然，2p排6个电子，前边排满排后边。似乎很有道理，可是问题出在了过渡元素部分。3s，3p之后不是3d轨道，而是4s和4p，之后才是3d轨道。似乎很奇怪，但是反过来一想，代入n+0.7l就会很有道理。
关于轨道能量的(n＋0.7l)近似规律是我国著名化学家徐光宪先生提出的。他认为，轨道能量的高低顺序可由(n＋0.7l)值判断，数值大小顺序对应于轨道能量的高低顺序。还将首位数相同的能级归为一个能级组，并推出随原子序数增加，电子在轨道中填充的顺序为1s，2s，2p，3s，3p，4s，3d，4p，……
例如：K原子的最后一个电子填充在3d还是4s轨道使原子能量较低呢？因为(3＋0.7×2)＞(4＋0.7×0)，所以电子应填在4s轨道上。
值得注意的是，虽然运用n＋0.7l 这个公式可以解释许多化学现象，但由于它仅是一个经验式，是从实验结果而来，而不是提高严密的推导得到的，故有其片面性，它较好的适用于外层电子，内层电子的能量主要决定于n。
该规则分析的主要是不同电子层、不同轨道上电子能量的问题。根据中学所学的核外电子排布规则，也可知道这样的规则有局限性。例如：d轨道即将半充满时该规律是无法解释的。例如以Cr和Cu为代表的一系列过渡元素，我们暂且称之为“特殊”元素吧。
“特殊”元素在元素周期表上主要分布在过渡元素的中间和末尾部分。
“特殊元素”的位置（忽略W和Sg这两个小别致）。
这两类的元素为什么电子排布如此反常？实际上，再看一遍洪特规则就可以很完美的理解了。以铬为例：按道理来讲应该是4s23d4，可是铜的电子排布却为4s13d5，这是为什么呢？
原因就在于电子对“半满”和“全满”的追求。
在不违背不相容原理的基础下。核外电子在各原子的排布轨道上的排布方式应使整个原子能量处于最低的状态。
Hund在大量的光谱实验中总结发现了电子在相同的轨道上分布时，总是尽可能以自旋相同的方向占不同的轨道。这样的电子填入方式可使电子排布能量最低，例如以碳原子的基态为例2s22p2为例，两个p电子在同一轨道时排斥能大，而在不同轨道且自旋平行时排斥力小。所以当轨道被电子半充满或全充满时能量较低，较为稳定。
这一规则被称为Hund规则（Hund’s rule），实际上属于能量最低原理。
而例如W（[Xe]4f145d46s2）和Sg（[Rn]5f146d47s2），Pd（[Xe]4d10）等元素的特殊构型则不属于任何规则，它们的结构是由光谱实验测定的。
10.离子的排布：“n+0.4l”
离子的排布有时与基态原子不同，例如铁的最外层电子似乎是3d，然而在实验分析中，二价铁离子的电子却全部都在3d轨道，形成[Ar]3d6的排布。这又是为什么呢？
这就要引入另一个公式了。这个公式与先前的公式相似，与主量子数n与角量子数l有关，其形式为n+0.4l。运用n＋0.4l来解释铁原子在形成亚铁离子时究竟失去的是3d电子还是4s电子，就可以通了。由于电子失去总是一个一个失去的，铁先失去1个电子得到一价铁，对于铁原子，4s电子的(n＋0.4l)=4，而3d电子的(n＋0.4l)=3.8，说明4s电子能量更高，故易失去。
参考文献：华彤文，王颖霞，卞江，陈景祖.普通化学原理[M].北京，北京大学出版社.2013.244-247，251-255.

	

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来源：腾讯视频--赵胜、嘲讽－诺
1. 排布原则(没有2n2，没有最外层限制等等，一切自然而然就出现了！)
　　1) 能量最低原理 电子由能量低的轨道向能量高的轨道排布，即电子先填充能量低的轨道，后填充能量高的轨道。
　　2) Pauli(保利)不相容原理 每个原子轨道中只能容纳两个自旋方向相反的电子，即同一原子中没有运动状态完全相同的电子，亦即无四个量子数完全相同的电子。
　　3) Hunt(洪特)规则 电子在能量简并的轨道中，要分占各轨道，且保持自旋方向相同。保持高对称性，以获得稳定。包括：轨道全空，半充满，全充满三种分布。下面所示的为原子轨道，不是我们必修一所说的K、L、M、N、O、P分层排布形式，而是将每一层更细分为不同的原子轨道。黑色箭头表示电子填充的顺序。
2. 核外电子的排布(轨道字符的右上角数字代表该轨道中填充的电子数，s轨道最多2个电子，p轨道最多6个电子，d轨道最多10个电子，f轨道最多14个电子)
 
 
        对于过渡元素，根据电子填充顺序：先填充 ns，达到ns2之后，再填内层(n-1)d；但当 (n-1)d 轨道处于半充满，全充满或全空时，会出现特殊的填充填现象。如：
　　
         当元素参加化学反应时，失电子顺序则按照最外层开始，并不是电子填充顺序的逆向！如Cu填充的时候是4s先填充，然后填充3d的，但失电子是从4s开始的，所以固态下亚铜离子比铜离子稳定。铁原子先失去4s上的两个电子，形成亚铁离子，但因为3d上有6个电子，不是5电子的半满状态，因此亚铁离子又很希望失去一个电子形成更加稳定的3d半满稳定状态，所以表现出很强的还原性。

	

量子技术模拟--氢原子内部电子的运动轨迹
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来源：腾讯视频--假装岁月静好、唐山高中化学微课堂
其他视频：提高篇：核外电子排布--半满规则与全满规则
骚年你需要的原子核外电子排布规则来了！
1. 排布原则(没有2n2，没有最外层限制等等，一切自然而然就出现了！)
　　1) 能量最低原理 电子由能量低的轨道向能量高的轨道排布，即电子先填充能量低的轨道，后填充能量高的轨道。
　　2) Pauli(保利)不相容原理 每个原子轨道中只能容纳两个自旋方向相反的电子，即同一原子中没有运动状态完全相同的电子，亦即无四个量子数完全相同的电子。
　　3) Hunt(洪特)规则 电子在能量简并的轨道中，要分占各轨道，且保持自旋方向相同。保持高对称性，以获得稳定。包括：轨道全空，半充满，全充满三种分布。下面所示的为原子轨道，不是我们必修一所说的K、L、M、N、O、P分层排布形式，而是将每一层更细分为不同的原子轨道。黑色箭头表示电子填充的顺序。
2. 核外电子的排布(轨道字符的右上角数字代表该轨道中填充的电子数，s轨道最多2个电子，p轨道最多6个电子，d轨道最多10个电子，f轨道最多14个电子)
 
 
        对于过渡元素，根据电子填充顺序：先填充 ns，达到ns2之后，再填内层(n-1)d；但当 (n-1)d 轨道处于半充满，全充满或全空时，会出现特殊的填充填现象。如：
　　
         当元素参加化学反应时，失电子顺序则按照最外层开始，并不是电子填充顺序的逆向！如Cu填充的时候是4s先填充，然后填充3d的，但失电子是从4s开始的，所以固态下亚铜离子比铜离子稳定。铁原子先失去4s上的两个电子，形成亚铁离子，但因为3d上有6个电子，不是5电子的半满状态，因此亚铁离子又很希望失去一个电子形成更加稳定的3d半满稳定状态，所以表现出很强的还原性。