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中科院科学家实现麦克斯韦妖式量子算法冷却

麦克斯韦妖式算法冷却原理抽象示意图 中国科学技术大学郭光灿院士领导的中科院量子信息重点实验室李传锋教授研究组在量子冷却的研究中取得重要进展。研究组与哈佛大学和清华大学的理论组合作提出了一种新型的麦克斯韦妖式的量子算法冷却,并在光学系统中利用量子模拟技术实验演示了这种量子冷却方法的工作原理。这项研究成果1月19日在线发表在《自然—光子学》杂志上。 现代低温物理学的发展主要得益于有效冷却方法的发展,尤其是激光冷却技术的发展使人类可以达到十亿分之一度的极低温(nK),从而可以研究一些奇特的量子物理现象,如玻色-爱因斯坦凝聚等。在这种极低温下,热运动带来的消相干极小,系统能够处于量子状态,然而要实现量子计算、量子模拟等量子信息过程,通常需要系统初始时处于能量最低的量子态,即基态,这就需要量子冷却。一般说来,量子冷却的研究目标就是要降低量子态的平均能量,直至系统处于基态。研究组的理论合作者提出了一种量子冷却的新方法,通过引入一......阅读全文

大家来打假:量子水、量子减肥...到底哪个才是真的

  这两年我们国家量子科学研究喜遇丰收好年景,我国研制的全球首颗量子科学实验卫星“墨子号”量子卫星顺利升空,利用“墨子号”,中国科学技术大学潘建伟、彭承志等带领的团队在国际上率先成功实现了千公里级的星地双向量子纠缠分发,并于此基础上实现了空间尺度下严格满足“爱因斯坦定域性条件”的量子力学非定域性检验

微波量子库将机械振荡器引入量子技术

  在瑞士洛桑联邦理工学院近期的一项实验中,一种微波谐振器与金属微鼓振动发生了耦合作用,通过主动冷却近乎量子力学所允许的最低能量的机械运动,微鼓可以变成一个能够塑造微波状态的量子库。该发现发表在《自然—物理学》杂志上。微鼓的电子显微镜照片扫描 图片来源:美国《科学日报》  纳斯博特·伯尼尔博士和阿列

打破经典热力学极限 科学家尝试量子物理学改变规则

  据中国科学报12月5日报道,英国量子物理学家正在利用人造钻石做实验,试图证明一种几年前刚被理论化的效应:量子推动可使钻石的功率输出高于经典热力学限定的水平。  (图自中国科学报)  只有鲁莽的物理学家,才敢于尝试打破热力学定律。不过,事实证明,或许真有改变这些定律的办法。在英国牛津大学的一间实验

美国科学家找到一种控制带电分子的方法——量子逻辑

   美国国家标准技术研究院(NIST)的研究小组最近宣布解决了一个棘手的科学难题,即如何控制单个带电分子或分子离子的量子特性。关键是:利用拟用于未来量子计算机运算的类似“量子逻辑”操作。新技术像激光冷却和其它技术控制原子一样有效控制分子,具有广泛的应用潜力。原子的量子控制将彻底改变原子物理学,引领

原子间单量子能量交换首次实现

  据美国物理学家组织网2月23日报道,美国国家标准研究院物理学家首次在两个分隔的带电原子(离子)之间建立了直接运动耦合,实现了原子之间的单量子能量交换。这一技术简化了信息处理过程,可用于未来的量子计算机、模拟技术和量子网络中。相关研究发表在2月23日的《自然》杂志上。   研究人

《环球科学》2011年十大科学新闻评选

  “十大科学新闻”评选是《环球科学》(《科学美国人》杂志中文版)每年一度的重头戏,也是本年度全球各大科学领域的重大事件进行的一次全面盘点。经过专业编辑和专家团队的商讨,《环球科学》初步挑选出了30条候选新闻,接受网友的点评和投票。  1、超光速粒子挑战爱因斯坦相对论  9月23日,欧洲核子研究中心

美研发出新型固态量子冰箱 可冷却比自身体积大的物体

  据物理学家组织网近日报道,美国国家标准与技术研究院的研究人员展示了他们最新研制的一款固态量子冰箱,这款制冷机利用了微型和纳米结构的量子物理学原理,可将一个比自身体积大得多的物体冷却到极其低的温度。   “这是我见过的最让人吃惊的结果之一。”项目负责人乔尔·乌洛姆说,“我们利用纳米结构的量子力学

科学家用激光照射量子点获得成对光子

  奥地利因斯布鲁克大学的科学家借助微型半导体结构,用激光照射量子点首次获得了成对的光子。这一成果可进一步推动量子的应用研究,并可用于量子计算机的开发。   据奥地利新闻社3月27日报道,量子点是准零维的纳米材料,由少量的原子构成。单个原子很难被“固定”,而量子点比较容易“被集成到半导体芯片中”。

科学家开发出微米级实验装置可观察并控制量子运动

  一个由美、韩、德等多国科学家组成的国际研究团队日前开发出一种新方法,能观察并控制较大物体的量子运动。研究人员指出,如果这种技术能进一步放大,有望用来寻找时空构造中的涟漪——引力波。  在日常生活中,物体可以静止下来;而在量子世界,没有东西能真正静止。该研究负责人、加州理工学院

科学家开发出微米级实验装置可观察并控制量子运动

  一个由美、韩、德等多国科学家组成的国际研究团队日前开发出一种新方法,能观察并控制较大物体的量子运动。研究人员指出,如果这种技术能进一步放大,有望用来寻找时空构造中的涟漪——引力波。   在日常生活中,物体可以静止下来;而在量子世界,没有东西能真正静止。该研究负责人、加州理工学院物理与应用物理学教

冷镱原子精密光谱的研究进展

  1 引言  20 世纪末,科学家们利用激光实现了原子的冷却和囚禁,并因此荣获1997 年诺贝尔物理学奖。将冷原子应用于光谱测量可极大提高光谱的精度和分辨率,非常适合用来精确研究原子的内部结构和物理性质,检验基础物理规律和探索新的物理。一方面,原子经过激光冷却后运动速度减小,可冷却至μK、nK甚至

石墨烯让处理器“飞起来”

   时钟速度(clock speed)是衡量一款电脑速度的重要标准,目前,个人计算机的时钟速度已经达到GHz级别,然而这还不够疯狂,现已有科学家运用石墨烯把该速度提高到了让人们吃惊的100GHz。  日前,莫斯科物理与技术研究院(MIPT)的科学家已经找到利用石墨烯来提高隧道电流的方法。石墨烯本质

共12位学者入选这一重量级奖项名单公布

  近日,求是科技基金会官网公布了2020年度“求是杰出青年学者奖”获奖名单,此次共有12位学者获奖。  “求是杰出青年学者奖”是1995年在陈省身、杨振宁、周光召、李远哲、简悦威五位科学家顾问的一致倡议下设立的,专门奖助在中国内地从事基础研究领域的优秀青年科研人员。  2013年,求是基金会启动新

硅漂移(SDD)阵列探测器X射线能谱测量诊断

采用最新的SDD探测器阵列测量HL-2A托卡马克等离子体软X射线(1~20keV)辐射的能谱,获得电子温度、Zeff、重金属杂质含量绝对值及其时、空分布。由于SDD探测器较之传统的Si(Li)探测器有体积小、计数率高(≥106/s),能量分辨和量子效率高,不需液氮冷却的特点,并采用高速ADC和海量缓

芬兰提出观察肉眼可见物量子隧道效应方案

  据美国科学促进会(AAAS)网站近日报道,科学家早已能观察到电子等微观粒子的量子隧道效应,也发现了微颗粒的磁化强度等宏观物理量显示出宏观量子隧道效应,但迄今还没有观察到肉眼可见物体的量子隧道效应。现在,芬兰科学家表示,能通过他们设计的实验观察到大物体的量子隧道效应。但也有科学家认

冷镱原子精密光谱的研究进展

20 世纪末,科学家们利用激光实现了原子的冷却和囚禁,并因此荣获1997 年诺贝尔物理学奖。将冷原子应用于光谱测量可极大提高光谱的精度和分辨率,非常适合用来精确研究原子的内部结构和物理性质,检验基础物理规律和探索新的物理。一方面,原子经过激光冷却后运动速度减小,可冷却至μK、nK甚至pK的温度,原子

“最冷”实验室即将发射,量子物理学家拥有太空“游乐场”

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(Cold Atom Laboratory)将于5月20日发射升空,进入国际空间站。届时,它将成为已知宇宙中最冷的地方,研究人员将使用它探测在地球上无法观察到的量子现象,在太空制造

“最冷”实验室将发射 量子物理学家将拥有太空“游乐场”

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(Cold Atom Laboratory)将于5月20日发射升空,进入国际空间站。届时,它将成为已知宇宙中最冷的地方,研究人员将使用它探测在地球上无法观察到的量子现象,在太空制造

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

环境因素对荧光光谱和荧光强度的影响

(1)溶剂的影响。一般地讲,许多共轭芳香族化合物的荧光强度随溶剂极性的增加而增强,且发射峰向长波方向移动。如图3-4所示,8-羟基喹啉在四氯化碳、氯仿、丙酮和乙腈四种不同极性溶剂中的荧光光谱。这是由于n→π*跃迁的能量在极性溶剂中增大,而π→π*跃迁的能量降低,从而导致荧光增强,荧光峰红移。在含有重

百年物理诺奖回顾:我们的崇敬与误解

  物理诺奖至今已颁发112轮,共产生209位获奖者。物理诺奖的宗旨是奖励 “在物理领域做出最重要发现或者发明的人”,如此而已。诺奖由私人基金会颁发,没有公平不公平的问题。对物理诺奖不该想当然地加入我们自家特色的误解。物理诺奖得主中堪称大物理学家者约占三分之一左右,反过来看,爱因斯坦、玻恩这样的一代

“国际计量科学发展论坛”在北京举行

  在这金秋时节,以“计量科技支撑经济和社会发展”为主题的“国际计量科学发展论坛”在中国计量科学研究院昌平院区隆重举行。此次论坛汇聚国内外计量界精英,是中国计量工作者了解国际计量科技最新发展动态,探讨计量如何更好地满足日益增长的经济和社会发展需求,加强与国际计量组织和世界计量技术机构代表交流计量

人类在太空创造出“物质的第五态”

英国《自然》杂志10月17日发表一项物理学重磅研究:科学家们在太空中首次创造了“物质的第五态”——玻色—爱因斯坦凝聚(BEC)。基于玻色—爱因斯坦凝聚实验得到的见解,将会促进天基引力波探测器的发展。  玻色—爱因斯坦凝聚可看作是低密度原子气体冷却到接近绝对零度并且坍缩成非常致密的量子态时形成的物质状

诺奖得主阿罗什的科学观:畅想量子的美好世界

       10月9日,瑞典皇家科学院诺贝尔奖委员会宣布,由于在量子光学领域所取得的杰出成就,法国科学家塞尔日·阿罗什和美国科学家大卫·瓦恩兰共同获得2012年度诺贝尔物理学奖。  塞尔日·阿罗什出生在摩洛哥卡萨布兰卡,父亲是犹太人,母亲

美首次证明能量均分定理适用于布朗粒子

  美国得克萨斯大学的研究人员称,他们首次通过实验方法观测到了布朗运动中单个粒子运动的瞬时速度,从而证明了能量均分定理适用于布朗粒子。而100年前爱因斯坦曾预言这是一件不可能完成的任务。相关论文在线发表于《科学》杂志。  布朗运动是气体或液体中的微观粒子不停进行无规则曲线运动的一种状态,于

盘点:31项与免疫学有关的分子生物学实验技术

  现代分子生物学和免疫学的进展加深了我们对许多疾病的了解,并且导致了免疫新策略的产生,免疫学检测方法可分为体液免疫和细胞免疫测定。本文盘点了与免疫学有关的分子生物学实验技术汇总。  一、GST pull-down实验  GST是指谷胱甘肽巯基转移酶,GST pull-down实验是一个行之有效的验

一周国际要闻:“分区供电法”可大幅提高激光器效率

  本周焦点  室温下工作的量子内存问世  如果没有简单高效的量子内存,量子计算机和量子密码都只能停留在实验室中,但需要精密的试验设备和复杂的冷却技术进行支撑的传统内存一直以来都是量子技术的短板。波兰华沙大学的物理学家开发出一种结构简单、性能优异的新型量子内存,主要元件是一个直径2.5厘米

扫描电镜在材料分析中的应用

  1. 引言  自从1965年第一台商品扫描电镜问世以来,经过40多年的不断改进,扫描电镜的分辨率从第一台的25nm提高到现在的0.01nm,而且大多数扫描电镜都能通X射线波谱仪、X射线能谱仪等组合,成为一种对表面微观世界能过经行全面分析的多功能电子显微仪器。扫描电镜已成为各种科学领域和工业部门广

物理学家创建量子制冷机

  几十年来,原子物理学家利用激光减缓在气体中“四处乱跳”的原子的速度,并将其冷却至略高于绝对零度,以研究它们怪异的量子性质。如今,一个研究团队利用类似方法,成功地将物体冷却。只不过,这次没有利用激光。这种此前从未在试验中得以展示的技术,或许有一天可被用于冷却微电子组件。  普通的激光冷却试验中,物

美科学家造出全新量子物质形态

  据物理学家组织网6月7日报道,美国斯坦福大学上周宣布,他们用金属镝(dysprosium)造出世界上第一个双极量子费米子气体。研究人员认为,该费米子气体兼具晶体和超流液二者看似矛盾的特征,是一种全新的量子物质形态。这标志着人们在理解费米子系统性质,将凝聚物质物理学中的超