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《自然》杂志1月19日连发三篇论文，来自三个团队的科学家们在开发容错量子计算机方面取得重要突破。他们验证了硅双量子比特门保真度，超越了容错计算机的阈值（99%）。研究结果证实，硅材料中强大、可靠的量子计算正在成为现实。研究还表明，硅量子计算机与超导和离子阱一样，是实现大规模量子计算机研发的有前途的候选者。澳大利亚新南威尔士大学研究团队[1]在两个磷原子核自旋之间创建了双量子比特通用量子逻辑运算，通过行业标准的离子注入方法将其引入硅中。他们使用一种被称为“量子门集层析成像（GST）”的方法，对其量子处理器的性能进行了验证，实现了高达99.95%的单量子比特保真度和99.37%的双量子比特保真度。此外，根据研究结果，电子自旋本身就是一个量子比特，可和两个原子核纠缠在一起，形成一个三量子比特的量子纠缠态，这一保真度达到了92.5%。这为大型硅基量子处理器在现实世界中的制造和应用铺平了道路。荷兰代尔夫特理工大学研究团队[2]使用由硅和硅锗合金堆栈形成的材料创造了一个双量子比特系统，其中量子信息被编码在限制于量子点的电子自旋中，最终实现99.87%的单量子比特保真度和99.65%的双

在爱因斯坦的广义相对论中，引力是时空曲率的一种表现形式。其中一个被广义相对论所预测的现象是相对论的时间膨胀，即当时钟被放在引力场的不同位置、或以不同速度移动时，这个时钟将以不同的速率滴答作响。这一现象已被大量的实验所证实。在适当的条件下，时间膨胀可以影响量子波的相位，这可以通过干涉实验测量。斯坦福大学的Overstreet等人在原子喷泉实验中观测到了这一现象，相应的工作于1月13日发表在《科学》杂志上。在该研究中，他们利用高灵敏度原子干涉仪来测量原子波包之间的相位移动，从而达到测量时间膨胀的目的。实验中所搭建的单源梯度仪，在每次发射原子时，其重力梯度分辨率可以达到5×10-10/s2（差分加速分辨率为1.1×10-11g1.1×10-11g，在70次发射后可达1.4×10-12g），为地基重力梯度仪设定了新的标准。该结果是首次观察到重力相移，该相移本质上与测试粒子的质量成正比。在量子力学中，微观粒子可以表现为波，每个粒子都可以看作一个“波包”。作用在波包上的力可以改变这个波包的传播，这与经典力学中改变粒子的轨迹是一样的。然而，势能的均匀变化可以在不影响其轨迹的情况下改变波包

美国科学家在最新一期《自然·光子学》杂志撰文指出，他们开发出世界上第一台光学示波器——一种能够测量光电场的仪器。该设备能将光振荡转换为电信号，就像医院监视器将患者的心跳转换为电振荡一样。这款先进的新设备有望提升光纤通信的效率。迄今为止，由于光波会高速振荡，读取光的电场一直是科学家们面临的一大挑战。现有最先进的技术可以测量覆盖电磁频谱无线射频和微波波段的高达千兆赫兹频率的电场。由于光波能以更高的速率振荡，所以可以传输更高密度的信息。然而，目前用于测量光场的工具只能解

11月30日消息，美国参议院将审议年度国防政策法案，为信息和通信技术项目寻求的4.3亿美元基础上增加1亿美元。这些资金将用于“加快大规模量子计算系统的部署，以帮助确保美国在量子计算能力方面保持世界领先地位。”这笔资金将拨给美国国防高级研究计划局(DARPA)，要求DARPA“向提出可靠的大规模量子计算系统开发计划的实体提供一项或多项资助。”同日，全球量子企业巨头剑桥量子公司(CQ)和霍尼韦尔量子解决方案公司(HQS)宣布完成企业合并，成立了新公司Quantinuum。

1965年诺贝尔物理学奖得主菲利普·沃伦·安德森在1973年首次提出一种新物质状态——量子自旋液体。其不同性质在高温超导和量子计算机等量子技术领域有着广阔的应用前景。但问题在于，从未有人见过这种物质状态，至少近50年来一直如此。如今，哈佛大学领导的一个物理学家团队表示，他们终于通过实验模拟并分析了这种奇异的物质状态。相关论文发表在2日的《科学》杂志上，这一成果标志着人们对量子自旋液体的神秘本质有了全新理解，向能够按需创造出这种难以捉摸的状态迈出了一大步。量子自旋液体与

在物理学中，质子、中子和电子都可以被归类为费米子。当我们测量费米子的自旋时，总会得到以普朗克常数除以2π为单位的半整数值，比如1/2、3/2、5/2等等。根据自旋统计定理，费米子遵循泡利不相容原理，也就是说，在一个由费米子组成的系统中，两个或两个以上的费米子不能占据相同的量子态。泡利不相容原理解释了原子的壳结构，元素周期表的多样性，以及物质宇宙的稳定性。30年前，物理学家预言了一种与费米子有关的物理效应。他们认为，在由费米子构成的冷气体中，光的散射会受到抑制，这种

11月4日，英国和美国签署了一项《促进量子信息科学和技术合作的联合声明》——帮助实现量子技术的全部潜力，深化两国关系。这份声明阐述了两国继续合作的共同优先事项，包括促进联合研究、建立全球市场和供应链以及培养下一代科学家和工程师。该联盟将促进一个全球性的量子信息研究和开发的生态系统。此次签约之际，英国创新机构Innovate UK还宣布从其1.7亿英镑的商业化量子技术挑战计划中拿出5000万英镑(4.3亿元人民币)，用于12个项目，多达数十家量子产业链公司参与。仅在20

2021年10月26日，亚马逊在美国加州理工学院建成了一个专门的量子研究机构——AWS量子计算中心。该中心是亚马逊和加州理工学院合作的项目，致力于构建“容错”量子计算机，包括推动量子计算研发所需的从制造、测试和操作量子处理器，到创新控制量子计算机的流程，以及扩展支持更大量子设备所需的技术。AWS量子计算中心的启动，凸显了亚马逊想要在量子计算领域占据领导地位的雄心壮志：将与IBM和谷歌等竞争对手开展相同的技术路线研究，建造大规模超导量子计算机。AWS量子计算中心的最终目

近日，奥地利和德国科学家合作，首次在偶极量子气体中实现二维超固体。相关研究成果发表在《自然》杂志上，为进一步研究这种非凡的物质状态开创了新的机会。超固体是物质的矛盾相，它既有晶体态中原子规则排布的特征，又可以像超流体一样无摩擦流动。两年前，三个独立研究团队首次成功在三个涉及偶极原子量子气体的实验中观察到了超固体的特征。磁性原子的相互作用特性使得这种自相矛盾的物质量子力学状态能够在实验室中产生。其中，来自因斯布鲁克大学实验物理研究所和奥地利科学院量子光学与量子信息研

英国《自然》杂志14日发表一项量子计算最新成果：谷歌人工智能设计的量子处理器“悬铃木”实现了错误抑制的指数增长，该实验演示为可扩展容错量子计算机的开发铺平了道路。这一结果被认为翻开人类计算能力的新篇章，因为它表明量子纠错可以成功将错误率控制在一定范围内，并逼近量子计算机潜力的阈值。量子计算的一个目标就是以指数级倍数超过传统经典计算机的速度，去执行特定计算任务。但量子计算机和经典计算机一样，很容易出现由底层物理系统“噪声”引起的错误。行之有效的解决办法，是在计算机操作中