前沿动态
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新型可编程量子模拟器面世
美国哈佛大学—麻省理工学院超冷原子中心领导的国际物理学家团队在最新一期《自然》杂志刊文称,他们开发出了一种特殊类型的量子计算机——可编程量子模拟器,其能运行256个量子比特。该系统的面世标志着科学家朝构建大规模量子机器迈出重要一步,可用于阐明一系列复杂的量子过程,并最终帮助科学家在材料科学、通信技术等多领域实现重大突破。该研究的主要作者塞弗·阿巴迪说,新系统空前的规模和可编程性使其脱颖而出。在适当情况下,增加量子比特的数量意味着系统可存储和处理更多信息。量子比特是量子
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不破坏细胞 量子显微镜可详细观察活细胞细节
显微镜技术取得重大突破!据最新发表在《自然》杂志上的文章,来自澳大利亚昆士兰大学的研究人员发明了一种量子显微镜,可使研究人员在的情况下检查活细胞,看到其他方式无法揭示的生物结构细节。这为生物技术的应用铺平了道路,且有望应用于导航、医学成像等领域。显微镜由量子纠缠提供动力,爱因斯坦将这种效应描述为“远距离幽灵般的相互作用”。来自昆士兰大学量子光学实验室和ARC工程量子系统卓越中心(EQUS)的沃里克·鲍恩教授说:“这是第一个性能超过现有最佳技术的基于量子纠缠的传感器
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弱磁场下空穴自旋量子位构建成功
近日,奥地利科学技术研究所(IST)领导的欧洲科学团队成功构建了空穴自旋量子位。在弱磁场环境下,该量子位可高速操作并保持较长时间,将来有望造出结合半导体和超导体的新型量子计算机。自旋量子位被认为是构建量子处理器的最有希望的候选者之一,但仍需克服巨大的挑战。其中的关键是构建稳定的量子位,它是量子计算机的基本单元。最近,该研究所的卡萨罗斯小组在意大利、德国和西班牙的团队成员帮助下,通过一项实验展示了他们如何控制固体中一个空穴自旋量子位,进而找到一种新的、有前途的量子位
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相隔十米的两个量子存储器间首次实现纠缠
据发表在2日《自然》杂志上的论文,西班牙巴塞罗那光子科学研究所(ICFO)的研究人员首次在相隔10米的两个多模固态量子存储器之间实现了量子纠缠,将一个单光子存储在这两个存储器中,时间最长达到25微秒。研究人员认为,这是量子通信的重要里程碑,有助于开发出用于未来量子互联网的量子中继器。量子存储器的作用类似于传统互联网中的中继器,可提高信号强度和保真度,它与量子比特源都是量子互联网的基本组成部分。但要在量子水平上运行这一系统,必须在量子存储器之间建立长距离的纠缠,并尽可能
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磁性超导材料首次在室温下获得
俄罗斯量子中心科研人员首次在室温下获得了磁性超导材料。有关专家认为,借助该技术未来可创建不需要复杂和昂贵冷却装置的量子计算机。相关研究发表在《科学报告》杂志上。通常情况下,量子效应可在基本粒子中观察到,只有在非常低的温度下能够观察到宏观量子现象。近年来,磁性超导材料吸引了科学家的注意。它是指含有磁性离子的超导材料,相关研究集中在磁性与超导性相互作用、两者共存可能性等方面。早期对元素、合金和化合物的研究都认为,磁性和超导性不可能在同一材料中同时存在,因为磁性离子与导电电
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宏观物体量子纠缠证据确凿
图片来源:视觉中国美国《科学》杂志近日发表两项量子力学重磅突破:其中一项研究,科学家发现了宏观物体量子纠缠的直接证据;另一项研究则实现了对不确定性原理的“规避”,而这正是量子力学的基本定律之一。这两项实验都以确凿的证据证明了宏观物体也可以实现量子纠缠,不但有望在未来量子网络中提供长期网络节点,还能极大地推动暗物质与引力波探测相关技术研发。如果说量子力学有什么“令人讨厌”之处,那就是人们会认为这一领域很大程度上如同“想象”的学科——在现实中几乎不可能看到。实际上,量子力
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机器学习新算法更好描述量子系统模型
近日,英国布里斯托大学量子工程技术实验室的研究人员在《自然·物理学》杂志上发表一篇新论文,解释了一种通过充当自主代理,使用机器学习对哈密顿模型进行逆向工程的算法。这种新算法对量子系统基本物理原理提供了宝贵见解,有望带来量子计算和传感领域的重大进步,并有可能翻开科学研究的新篇章。在物理学中,粒子系统及其演化都是通过数学模型来描述的,这需要理论和实验相互验证。更复杂的则是在量子力学水平上描述粒子相互作用的系统,这通常需要使用哈密顿模型来完成。但量子态的性质使这一过程变得更
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三个量子节点支起量子互联网新架构
来自荷兰量子计算公司QuTech的研究人员成功实现将3个量子设备连接在同一个网络中。此外,他们还实现了关键量子网络协议的原理证明演示。该发现标志着迈向未来量子互联网的一个重要里程碑。相关研究成果于当地时间15日发表在《科学》杂志上。量子纠缠为量子计算机提供了巨大的计算能力,是未来量子互联网上共享量子信息的基础资源。过去10年,通过将共享直接物理链路的两个量子设备连接在一起,科学家迈出量子互联网的第一步。然而,能够通过中间节点(类似于路由器)传递量子信息对于创建可扩展的
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科学家发现量子点发光强度倍增方法
俄罗斯国立核研究大学的科学家们在国际科学团队的支持下发现了使量子点的发光强度倍增的方法。研究人员认为,该发现将大大提高将量子点用于显示器及光学量子信息技术领域的吸引力。这一发现近日发表在《物理化学快报》上。光致发光量子点目前被广泛应用于LED和显示器制造领域,而且也是量子信息技术领域量子发射器的基础。上述研究工作的主要作者、国立核研究大学研究员维克多·克里文科夫表示,这种效应是在研究薄膜混合材料中等离子体-激子耦合时发现的。先前已知的增强量子点发光强度的方法——珀
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八节点新型量子通信网试验成功
近日,一个国际科研团队在英国布里斯托尔市成功建立一个新型量子通信试验网络,实现了8个节点的密钥集中生成和分发。这一新的网络架构价格便宜,具有可扩展性,有望促进量子互联网的发展。相关成果发表在《科学·进展》上。数十年来,量子已被视为标准加密技术的革命性替代者。量子密钥分发(QKD)允许通信双方共享用于加密和解密信息的密钥,而没有被拦截的风险,但迄今为止,该技术仅在两个用户之间有效。如果要以这种方式链接多个通信伙伴,则每个参与者都必须彼此连接,这需要大量昂贵的硬件。建立这