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在單個量子水平上控制機械運動的系統(tǒng)正在成為一個有前途的量子技術(shù)平臺。新的實驗工作現(xiàn)在確定了如何在不破壞量子態(tài)的情況下測量這種系統(tǒng)的量子特性--這是充分挖掘機械量子系統(tǒng)潛力的一個關(guān)鍵因素。當(dāng)提到量子力學(xué)系統(tǒng)時,人們可能會想到單光子和隔離良好的離子和原子,或者電子在晶體中傳播。在量子力學(xué)的背景下,更奇特的是真正的機械量子系統(tǒng);也就是說,大質(zhì)量物體的機械運動,如振動是量化的。圖為聲學(xué)共振器的光學(xué)顯微鏡圖像(兩個較大的圓盤,其內(nèi)部是壓電換能器)和連接到超導(dǎo)量子軌道(白色結(jié)構(gòu))的天線在一系列開創(chuàng)性的實驗中,
通過將氖氣冷卻到極低的固態(tài),并將電子從燈泡燈絲噴射到固體上,便可在那里捕獲一個電子...由于氖電子平臺的結(jié)構(gòu)相對簡單,這項技術(shù)或有助于極大地壓低制造成本...目前已知有許多種類型的量子比特可供挑選,而這支研究團隊機智地選擇了最簡單的“單電子”方案 —— 玩具中的那種簡單燈絲,便可輕易發(fā)出無限量的電子...研究配圖 - 3:固體氖上單電子量子比特的光譜學(xué)和時域表征...需要指出的是,任何類型的量子比特(包括電子方案),都面臨著極易被周圍環(huán)境干擾的挑戰(zhàn)...結(jié)果表明,固體氖為電子提供了一個具有極低電噪聲干擾的相當(dāng)穩(wěn)健的環(huán)境......
從核磁共振成像(MRI)到計算機硬盤存儲,磁性在我們的科技應(yīng)用中發(fā)揮了許多關(guān)鍵的作用。不過在新興的量子計算領(lǐng)域,磁相互作用也有望助推量子信息的傳遞。在 1 月 24 日發(fā)表于《物理評論快報》上的一篇文章中,研究人員介紹了美國能源部旗下阿貢國家實驗室的一項新成果。研究配圖 - 1:超導(dǎo)電路上的微波介導(dǎo)遠距離磁振子耦合 據(jù)悉,科學(xué)家們已經(jīng)實現(xiàn)了兩個遙遠的磁性設(shè)備之間的有效量子耦合,這些設(shè)備能夠承載基于磁振子的激發(fā)。 當(dāng)電流產(chǎn)生磁場時,就會有激發(fā)。而允許磁振子交換能量和信息的耦合,有望催生新穎的量子信息技術(shù)設(shè)備。 阿?
模擬結(jié)果表明,有一種新的技術(shù)可以在不損害量子計算機的情況下重新設(shè)置"量子比特"。重啟量子計算機是一個棘手的過程,可能會損壞其部件,但現(xiàn)在兩位理化學(xué)研究所的物理學(xué)家提出了一種快速和可控的重啟方式。傳統(tǒng)的計算機處理存儲為比特的信息,這些比特的值為0或1。量子計算機的潛在力量在于其處理"量子比特"的能力,這些比特可以同時取值為0或1,或者是兩者的某種模糊混合。理化學(xué)研究所量子計算中心的量子物理學(xué)家Jaw Shen Tsai說:"然而,為了重復(fù)使用同一電路進行多次操作,你必須迫使量子比特快速回到零。但這說起來容易,做起來難。
人類在三維空間中體驗世界,但日本的一項合作開發(fā)了一種創(chuàng)建合成維度的方法,以更好地理解宇宙的基本規(guī)律,并可能將其應(yīng)用于先進技術(shù)。他們于1月28日在《科學(xué)進展》雜志上發(fā)表了他們的研究成果。論文作者、橫濱國立大學(xué)電氣和計算機工程系教授Toshihiko Baba說:“過去幾年,維度的概念已經(jīng)成為當(dāng)代物理學(xué)和技術(shù)不同領(lǐng)域的一個核心固定因素。雖然對低維材料和結(jié)構(gòu)的研究是富有成效的,但拓撲學(xué)的快速發(fā)展已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了更多潛在的有用現(xiàn)象,這些現(xiàn)象取決于系統(tǒng)的維度,甚至超越了我們周圍世界的三個空間維度?!?#xA;拓撲學(xué)指的是幾何學(xué)的延伸,它
透射電子顯微鏡(TEM)可以通過使用電子而不是光來對原子尺度的分子結(jié)構(gòu)進行成像,并徹底改變了材料科學(xué)和結(jié)構(gòu)生物學(xué)。在過去的十年中,人們對電子顯微鏡與光學(xué)激發(fā)的結(jié)合產(chǎn)生了濃厚的興趣,例如,試圖通過光來控制和操縱電子束。但是一個主要的挑戰(zhàn)是傳播的電子與光子的互動相當(dāng)弱。在一項新的研究中,研究人員已經(jīng)成功地證明了使用集成光子微諧振器進行極其有效的電子束調(diào)制。這項研究由EPFL的Tobias J. Kippenberg教授和馬克斯-