Однократное измерение повышает надежность квантовых битов

Исследователи из Регенсбургского университета и их международные партнеры нашли способ значительно уменьшить ошибки в квантовых битах. Экспериментально было показано, что одно дополнительное измерение перед серией квантовых операций может снизить частоту ошибок более чем вдвое. Результаты опубликованы в журнале Applied Physics Reviews. В данной работе кубит представлял собой крошечную сверхпроводящую электрическую схему на чипе, управляемую с помощью микроволновых сигналов, где резонансная частота неконтролируемо переключалась между двумя известными значениями.

Первые доказательства существования геликонового тока в эксперименте по термоядерному синтезу

Впервые группа физиков из США убедительно продемонстрировала "геликоновый ток" в эксперименте по термоядерному синтезу. Возглавляемая Джеффом Лесцем из компании General Atomics в Сан-Диего, группа учёных использовала последние достижения в технологии токамаков, чтобы показать, что радиоволны, направленные на распространение внутри устройства в форме пончика, могут поглощаться удерживаемой плазмой, создавая внутри неё электрический ток. Результаты, опубликованные в журнале Physical Review Letters, могут помочь будущим термоядерным реакторам работать непрерывно.

Прямая визуализация поля напряжений вокруг дислокации в алмазе подтверждают теорию кристаллического напряжения, существовавшую 80 лет

Впервые японские исследователи напрямую картировали несколько компонентов поля напряжений, окружающего дефект атомного масштаба в кристаллической структуре алмаза. Группа под руководством Токуйюки Терадзи из Национального института материаловедения Японии добилась этого результата, используя азотно-вакансионные центры (NV) в алмазе, спиновые состояния которых по-разному реагируют на напряжение в зависимости от их ориентации относительно поля напряжений. Опубликованная в журнале Applied Physics Letters методика подтверждает теорию 80-летней давности о распределении миниатюрных полей напряжений в алмазе.

Сверхток позволяет считывать квантовую информацию, не разрушая её

Одна из фундаментальных задач квантовых вычислений — получение информации из квантового бита (кубита). В отличие от обычного бита, который можно считывать многократно без изменения его содержимого, прямое измерение квантовой системы обычно приводит к коллапсу состояния до того, как его можно будет определить. Другими словами, считывание информации изменяет её. В данной работе предлагается обойти эту проблему, используя уникальное свойство определенного типа кубитов, называемых "андреевскими кубитами". Они генерируют осциллирующий электрический сверхток за счет собственной квантовой динамики, что будет служить макроскопическим индикатором состояния кубита, позволяя восстанавливать его практически неразрушающим способом. Исследование было опубликовано в журнале Physical Review B.

Метод, основанный на использовании света, позволяет точно контролировать сверхбыстрый поток электронов в сканирующем туннельном микроскопе

Что потребуется, чтобы наблюдать за движением электрона в материале? Физикам необходимо увидеть отдельные атомы и зафиксировать движение электрона в невероятно короткие промежутки времени. Команда под руководством Техниона объединила эти две возможности в сканирующем туннельном микроскопе, используя тщательно сформированные лазерные импульсы для управления направлением потока электронов, сохраняя при этом пространственное разрешение на наномасштабном уровне. Исследование, проведенное под руководством Михаэля Крюгера с физического факультета Техниона и опубликованное в журнале Nature Photonics, основано на микроскопе с исключительно острым кончиком иглы. Когда кончик иглы подносится очень близко к поверхности, электроны могут пересекать зазор благодаря квантовому эффекту, называемому туннелированием. Возникающий в результате ток позволяет картировать мельчайшие особенности поверхности. До сих пор отслеживание быстрого движения электронов внутри этого крошечного зазора представляло собой серьезную проблему.

Столкновения кислорода демонстрируют признаки подавления струй, характерные для материи ранней Вселенной

Новые результаты эксперимента STAR на Релятивистском коллайдере тяжелых ионов (RHIC) убедительно свидетельствуют о том, что столкновение ядер кислорода со скоростью, близкой к скорости света, порождает кварк-глюонную плазму (КГП) — тип материи, существовавший сразу после рождения Вселенной. Данные, опубликованные в журнале Physical Review Letters, показывают, что струи частиц теряют энергию, проходя через горячую плотную материю, оставшуюся после столкновения. Это гашение струи, является одним из неопровержимых доказательств образования кварк-глюонной плазмы (КГП).

Нелинейный круговой дихроизм выявляет локальную кривизну Берри

Физики из Университета имени Фридриха Шиллера в Йене и Регенсбургского университета разработали метод определения кривизна Берри — величина, описывающая определенные геометрические свойства квантово-механических состояний электронов. Измерения проводились в слое полупроводника диселенида вольфрама толщиной всего в один атомный слой. В работе использовались сверхкороткие лазерные импульсы. Результаты опубликованы в журнала Nature Photonics.

Электрическое управление наведенным магнетизмом в воздухоустойчивом двумерном полупроводнике

Учёные из Национального университета Сингапура (NUS) в сотрудничестве с учеными из учреждений Швейцарии, Чехии и Германии продемонстрировали способ введения магнетизма в изначально немагнитный двумерный (2D) полупроводник и последующего управления его магнитными свойствами с помощью электрического напряжения. Результаты, опубликованные в журнале Science Advances, создают новую платформу для исследования электрически управляемого магнетизма в атомарно тонких материалах, что может иметь потенциальное значение для будущих спинтронных технологий.

Новый датчик использует замедленный свет для обнаружения гравитационного притяжения мельчайших объектов

Многолетнее изучение замедленного и остановленного света в оптических микрорезонаторах показало, что вблизи остановки света оптическая фаза становится чрезвычайно чувствительной к очень малым возмущениям. Это натолкнуло учёных на использование такой сильной дисперсии не только для управления светом, но и в качестве практического прибора для точного измерения гравитации, создаваемой объектом миллиметрового масштаба. Исследователи из Шанхайского университета Цзяотун и других учреждений недавно разработали новый датчик, способный обнаруживать гравитационное притяжение объектов миллиметрового размера. Разработанное устройство основано на подвесной конструкции, называемой торсионным маятником, и оптической микрополости — структуре, которая ограничивает распространение света. Работа опубликована в журнале Nature Nanotechnology.

Наблюдение нарушения симметрии обращения времени в сверхпроводнике I типа YbSb₂

Симметрия обращения времени гласит, что физическая система ведет себя одинаково независимо от того, идет ли время вперед или назад. Редкие нетрадиционные сверхпроводники нарушают эту симметрию. В этом случае они спонтанно генерируют крошечные внутренние магнитные поля при переходе в сверхпроводящее состояние. До недавнего времени все известные сверхпроводники, обладающие такими свойствами, относились к типу II. Однако в исследовании, опубликованном в журнале Physical Review Letters, сообщается об открытии сверхпроводника типа I, который также нарушает симметрию обращения времени. Учёные вырастили монокристаллы YbSb₂, материала с атомной структурой, встречающейся как в обычных, так и в нетрадиционных сверхпроводниках. Проверив его поведение в условиях магнитных полей, физики подтвердили, что это сверхпроводник I типа. В отличие от сверхпроводников II типа, которые пропускают магнитные поля внутрь, материалы I типа полностью выталкивают их наружу.