科学家提出高效驱动微型引擎概念
把球推上山坡需要能量。量子引擎或能通过反复测量实现同样的工作。图片来源：Michael Blann/《科学》 要测量一个原子，不可能不扰动它，至少根据量子力学是这样的。但两名物理学家报告称，这一效应似乎有点麻烦，但它可以驱动一个微型引擎以近乎100%的效率运行——远高于汽车引擎的效率。目前，这一“测量引擎”仍是纯假设，但物理学家称或许未来真能造出一款这样的引擎。 “这是个非常好的想法。”法国蒙特邦奥圣马尔坦市投资量子计算的人工智能公司ProbaYes的物理学家David Herrera Martí说，“你可以想象有一群小分子机器被一束激光高效地驱动着。” 引擎是反复循环一系列动作从而把能量转化为有用功的一种机器。为了保持发动机的运转，引擎必须不断地恢复到初始状态，在此过程中，它需要失去一些热量。在热力学第二定律的条件下，不可避免的能量浪费严重地限制了热机的效率，使其低于气缸设定的温度......阅读全文
他靠量子力学拿了诺奖，却在量子力学上挂科
今天的诺贝尔物理学奖，颁给了法国的阿兰·阿斯佩、美国的约翰·克劳泽以及奥地利的安东·塞林格。其实这哥仨儿在2010年已经一起得过沃尔夫奖了，今天是诺奖再聚首。他们的研究解读在今天的推送里，比较难懂。这里我们来讲讲三位量子大佬轻松的趣事，毁一下他们严肃科学家的人设（不是）。文艺老年塞林格科幻中二粉塞林
PRL：知更鸟也“懂”量子力学
量子力学对大部分人来说意味着深奥和难懂。而有研究显示，小小的知更鸟却“懂”量子力学。英国研究人员报告说，知更鸟在迁徙中应用相关原理辨识地球磁场方向，甚至在有些方面比人类现有水平还高。 英国牛津大学日前发布公报说，该校研究人员和国际同行在研究知更鸟时曾发现，它们的眼睛中存在一种可以感应磁
量子力学中，怎么算测量
量子力学中的测量必须是相互作用；量子力学假定体系是n个粒子，测量仪器是m个粒子，然后n个粒子和m个粒子相互耦合，经理论推导发现，在测量条件下的m+n个粒子的体系的演化趋势是其中n个粒子组成的子体系发生波函数塌缩。值得注意的是，整个宇宙作为一个整体，无法与其他东西耦合，所以不会发生退相干（波函数塌缩）
量子力学中的“量子”到底是什么东西
在物理学的认识中，我们听到最多的就是质子中子和电子，分子，可能对于量子这一个名词非常的陌生，其实量子顾名思义就是可以被量化的粒子，在宇宙中存在着千千万万的物质，那么除了辐射以及紫外线还有其他的尘埃之外，还存在着一些非常非常小的物质，当来衡量这些非常小的物质的时候可以用量子来形容。就我们对许多物质或者
在太空新“乐园”玩转量子力学
NASA冷原子实验室上的设施将使用激光器和其他技术，将原子冷却到绝对零度附近。图片来源：英国《自然》杂志官网今日视点量子物理学家即将在太空拥有自己的“游乐场”。据英国《自然》杂志官网8日消息，美国国家航空航天局（NASA）的冷原子实验室将于5月20日发射升空，进入国际空间站。届时，它将成为目前宇宙中
量子力学仍无法描述宏观系统
根据英国《自然·通讯》杂志18日报道的一项量子物理学最新研究，欧洲科学家指出，当多个能动者利用量子力学来预测彼此的观察结果时，他们得到的结果总是不一致。这一结果表明，当前人类对于量子理论的所有解读，仍无法外推至复杂宏观（大到肉眼可见）的系统，难以对其进行统一的描述。 量子力学是主要研究原子
量子热力学领域取得新进展
近日，南方科技大学物理系和量子科学与工程研究院副教授鲁大为团队在量子热力学领域取得进展，研究团队利用核磁共振技术在分子层面实现了一种不需要外界额外做功驱动的量子制冷过程，相关成果发表于《物理评论快报》。一直以来，制冷过程都是热力学重要的研究内容，被广泛应用于人们的日常生活以及工业或科学领域中。例如，
量子无损光力学声子测量仪
声子, 作为力学激发的最小能量单位, 其测量精度一直是量子计算、量子通讯等各种量子应用技术发展的主要制约因素。最近的一项研究表明通过精巧设计的光力学装置(如图), 可以在极为宽泛的频域内对声子实现单量子精度并且非破坏性的量子测量。 研究相关的论文题为: “Quantum non-demolit
量子力学基础研究获重要进展
10月10日，记者从中国科学技术大学获悉，该校郭光灿院士团队与西班牙理论物理学家合作，实验验证了基于局域操作和共享随机性（LOSR）理论框架下的真多体非局域性，结果表明用两体或三体非局域关联无法解释自然界产生的所有关联。该成果日前发表在国际期刊《物理评论快报》上，并被选为该期的封面文章。 量子力
量子热力学领域取得新进展
近日，南方科技大学物理系和量子科学与工程研究院副教授鲁大为团队在量子热力学领域取得进展，研究团队利用核磁共振技术在分子层面实现了一种不需要外界额外做功驱动的量子制冷过程，相关成果发表于《物理评论快报》。 一直以来，制冷过程都是热力学重要的研究内容，被广泛应用于人们的日常生活以及工业或科学领域中
量子力学相位的根源在于几何学而非动力学
一. 杨振宁先生念叨最多的是什么? 规范场以及规范场的几何性 杨振宁在很多场合强调过两件事，第一，相位是20世纪物理学的三大主旋律之一；第二，相位的根源在于几何而非动力学。参见，Chen-Ning Yang，Einstein's impact on theoretical physic
量子电池充电更快－证明了量子系统的热力学优势
最近，来自英国、意大利等四国的物理学家在英国物理学会（IOP）刊物《新物理学》杂志上发表论文，提出了“量子电池”的概念，并理论证明了多量子比特相互纠缠而产生的“量子加速”能为充电提供捷径，所以用量子电池充电比传统电池更快。 量子电池可以有多种物理形式，如离子、中性原子、光子等。量子比特能同时处
《科学》：移动量子点能建立一种奇异的量子力学连接
电子能够沿着半导体表面的波纹运动，其中相互交叉的波纹能够形成一个移动的微小“量子点”（如图），其作用相当于一个人造原子。这是由于被这些点捕获的电子仅具有不连续的能量。 据美国《科学》杂志在线报道，如今，英国剑桥大学的物理学家发现，电子能够从一个移动的量子点跃迁到另一个量子点，这一过程被称为“隧道”。
引力量子场论可打破局限统一广义相对论与量子力学
有没有一种理论可以统一广义相对论和量子力学？有没有一种理论可以统一描述引力、电磁力、弱力、强力四种基本作用力？25日，中国科学院院士、中国科学院大学副校长吴岳良在中科院理论物理所举行的前沿科学论坛上，提出引力量子场论。该理论打破以弯曲时空几何为基础的广义相对论的局限，将广义相对论与量子力学统一起
季向东小组量子色动力学研究获重要进展
上海交通大学物理系教授季向东在量子色动力学研究中，解决了困扰强相互作用物理研究方面的一个重要问题。相关成果日前发表于《物理评论快报》。专家表示，这为用量子色动力学理论研究强相互作用现象打开了一扇大门。 季向东介绍说，自然界有四大相互作用，分别是万有引力、电磁相互作用、强相互作用和弱相互作
孙昌璞院士：量子力学何以大道至简？
原文地址：http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2023/8/507175.shtm 编者按 学界对于量子力学的诠释至今没有达成共识，存在着“一元论”还是“二元论”的哲学对立。中国工程物理研究院研究生院院长、北京大学物理学院教授孙昌璞院士认为，不
量子力学诞生百年－我国正迎来加速突破
今年以来，我国在量子计算、量子通信、量子测量等领域不断取得新突破，进一步提高了利用量子技术获取、传输和处理信息的方式和能力。 今年是量子力学诞生100周年。从1900年普朗克提出量子假说，到1925年矩阵力学和波动力学的诞生标志着量子力学初步形成，量子力学的建立堪称科学史上范式革命的典范，不仅
孙昌璞院士：量子力学何以大道至简？
学界对于量子力学的诠释至今没有达成共识，存在着“一元论”还是“二元论”的哲学对立。中国工程物理研究院研究生院院长、北京大学物理学院教授孙昌璞院士认为，不妨遵循“大道至简”的价值观，即如果关于同一个问题有两种理论都能作出同样准确的预言，那么应该挑选使用假设最少的那一个。 孙昌璞还从科学哲学的角度
钱伯初教授：陪量子力学“玩”到82岁
在生命的最后时光，82岁的物理学家钱伯初似乎还沉浸在讲台上，嘴中含混地冒出“方程”、“数据”这样的字眼。 就在他病重的最后几个月，兰州大学物理学院的一位年轻老师带着孩子去病房探望老人，钱伯初躺在病床上和他聊了两个多小时的量子力学。直到孩子饿哭了，钱先生才容许他离开。 2014年4月3
以色列创新实验实现量子力学现象可视化
以色列特拉维夫大学科研人员创造性地设计了一种大型机械系统，可通过耦合摆系统的运动实现特殊“拓扑”材料量子力学现象的可视化。相关研究发表在《美国国家科学院院刊》（PNAS）上。 该项研究实现了量子力学的三个现象的可视化，分别为布洛赫振荡、齐纳隧道效应以及拓扑介质中的波演化。研究人员观测到了特殊“
叶子用量子力学原理增强光合作用
技日报北京10月27日电 (记者张梦然)美国《大众科学》26日在线发表的文章显示,一种喜阴植物通过自己蓝晕色叶子,利用量子力学原理使光合作用高效进行,从而适应了极度弱光的环境条件。 一直以来,光合作用被认为是地球拥有生命的标志性反应,植物在进行光合作用时可获取大量太阳光照,叶绿体将收集的阳光转
我所发表关于钙钛矿量子点的量子相干现象与动力学的综述文章
近日，我所化学动力学研究室光电材料动力学研究组（1121组）吴凯丰研究员与朱井义副研究员团队受邀发表关于胶体钙钛矿量子点中的量子相干现象与动力学光学调控的综述文章。该综述系统总结了钙钛矿量子点在量子光源和自旋量子比特载体等领域取得的研究进展，详细论述了近期开展的光学测量与调控的原理与方案，并展望了基
黄涛研究员专著《量子色动力学引论》出版
中国科学院高能物理研究所理论物理室研究员专著《量子色动力学引论》最近由北京大学出版社作为中外物理学精品书系（前沿系列4）出版。该书是黄涛研究员经过三年努力完成的，共十章，包括量子色动力学理论基础、一般性质以及应用到单举(inclusive)和遍举(exclusive)物理过程相关
科学家首次验证量子力学中复数不可或缺
原文地址：http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2022/10/488429.shtm 量子物理是否确实需要复数的参与，一直是一个长期的基础性问题。2022年初，潘建伟团队利用可实验验证的、类似贝尔不等式的定量判据，率先完成了排除了实数形式描述标准量子力学的第一个
超纯砷化镓电子态遵守量子力学法则
据美国每日科学网站7月27日报道，美国科学家成功制造出了超纯的砷化镓，并让其呈现出某种特殊的状态，在这种状态下，电子不再遵守单粒子的物理学法则而被它们之间的相互作用（由量子力学法则来解释）所掌控，这种超纯材料和状态都有望用于高速量子计算机的研究中。 量子计算机使用电子的量子力
动力学解耦有效提高量子计算机保真度
美国南加州大学研究人员在最新一期《物理评论快报》上发表论文称，他们通过动力学解耦方法，在IBM和Rigetti的量子计算平台中成功实现了量子计算保真度的高度增益，证明动力学解耦是一种比其他量子误差校正手段更容易、更有效的抑制量子退相干策略，能够更好地弥补量子计算易受干扰、容易出错的弱点。 所谓
我国学者实现亿原子级拉曼光谱量子力学模拟
中国科学技术大学教授商红慧、杨金龙团队与中国科学院计算技术研究所高级工程师刘颖，华东师范大学教授何晓等团队合作，实现亿原子级拉曼光谱量子力学模拟，成功入围2024年戈登·贝尔奖。据悉，这是2024年入围该奖的唯一中国团队成果，也是该团队继2021年后再次入围该奖项。戈登·贝尔奖是国际高性能计算应用领
量子力学和相对论并非水火不容丨纪念霍金
著名的物理学家霍金于2018年3月14日与世长辞，这一天恰好是爱因斯坦119周年的诞辰（中国有的地方习惯用虚岁，那么就算120周年冥诞吧）。霍金的故事激励了几代学子投身物理，包括我自己。网络上出现了大量纪念霍金的文章，在提到霍金的贡献时，大多都会把黑洞的“霍金辐射”作为霍金对物理学最重要的一项贡献，
我国学者严格确认量子力学中复数的必要性
原文地址：http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2022/10/488305.shtm 近日，中国科学技术大学潘建伟、陆朝阳、张强等与济南量子技术研究院等单位的科研人员合作，在国际上首次关闭定域性、测量独立性以及纠缠源独立性等漏洞，利用类空间隔的纠缠交换光量子网络
全球最大规模量子计算流体动力学仿真完成
10月25日，记者从安徽省量子计算工程研究中心获悉，我国科学家在中国第三代自主超导量子计算机“本源悟空”上，成功完成了全球最大规模的量子计算流体动力学仿真，标志着国产量子算力在解决实际问题方面取得重要进展。相关成果发表在国际期刊《应用力学与工程中的计算机方法》上。该项目研究团队由合肥综合性国家科学中