Перефокусировка оптически активного спинового кубита при сильных сверхтонких взаимодействиях

Международная группа ученых продемонстрировала скачок в сохранении квантовой когерентности спиновых кубитов квантовых точек в рамках глобального продвижения практических квантовых сетей и квантовых компьютеров. Эти технологии будут трансформировать широкий спектр отраслей и научных исследований: от безопасности передачи информации через поиск материалов и химических веществ с новыми свойствами до измерения фундаментальных физических явлений, требующих точной синхронизации времени между датчиками.

Физики научились управлять двумя квантовыми источниками света, а не одним

Совершив новый прорыв, исследователи из Копенгагенского университета в сотрудничестве с Рурским университетом в Бохуме решили проблему, которая годами вызывала головную боль у квантовых исследователей. Теперь исследователи могут управлять двумя источниками квантового света, а не одним. Этот колоссальный прорыв может показаться тривиальным для тех, кто не знаком с квантовой механикой, но позволяет исследователям создать явление, известное как квантово-механическая запутанность. Это, в свою очередь, открывает новые возможности для компаний и других лиц в коммерческом использовании технологии.

Физики впервые наблюдают квазичастицы в классических системах

Идея квазичастиц была введена советским физиком Львом Ландау в 1941 году и с тех пор приносила большие плоды в исследованиях квантовой материи. Некоторые примеры квазичастиц включают боголюбовские квазичастицы (разорванные куперовские пары) в сверхпроводимости, экситоны в полупроводниках и фононы. Но мнение о том, что квазичастицы относятся исключительно к квантовой материи, недавно было оспорено группой исследователей из Центра мягкой и живой материи (CSLM) Института фундаментальных наук (IBS) в Южной Корее. Они исследовали классическую систему, состоящую из микрочастиц, движимых вязким потоком в тонком микрожидкостном канале. Поскольку частицы увлекаются потоком, они возмущают линии тока вокруг себя, тем самым воздействуя гидродинамическими силами друг на друга.

Разработан детектор, который может точно измерять одиночные фотоны с очень высокой скоростью

Исследователи разработали новый детектор, который может точно измерять одиночные фотоны с очень высокой скоростью. Новое устройство может помочь сделать высокоскоростную квантовую связь практичной. Детектор был разработан в рамках программы НАСА по внедрению новой технологии квантовой связи между космосом и землей, которая в будущем позволит обмениваться квантовой информацией на межконтинентальных расстояниях. Эта работа основана на технологии, разработанной для проекта НАСА «Оптическая связь в дальнем космосе», который станет первой демонстрацией оптической связи в свободном пространстве из межпланетного пространства.

Когерентное управление электронными спинами в кремнии

Исследователи из Университета Рочестера недавно представили новую стратегию когерентного управления либо одним, либо несколькими электронными спинами в кремниевых квантовых точках. Этот метод, представленный в статье, опубликованной в журнале Nature Physics, может открыть новые возможности для разработки надежных и высокопроизводительных квантовых компьютеров. Стратегия управления электронными спинами в кремнии использует связь спин-долина, взаимодействие между спином электрона и состояниями долины. Электроны в кремниевых квантовых точках имеют как спиновые, так и долинные квантовые числа. Их спиновое состояние может быть «вверх» или «вниз», а их состояние впадины может быть + или -.

Выведен единый топологический предел скорости эволюции физических состояний

Представление о том, что существует предел операционного времени, необходимого для перехода системы из одного физического состояния в другое, впервые было введено несколько десятилетий назад Леонидом Исааковичем Мандельштамом и Игорем Таммом. Два исследователя из Университета Кейо в Японии недавно установили ограничение скорости эволюции физических состояний, которое также объясняет топологическую структуру системы и лежащую в ее основе динамику. Это ограничение скорости, изложенное в статье, опубликованной в Physical Review Letters, может иметь множество полезных применений для изучения и разработки различных физических систем, включая квантовые технологии.

Теорема статистической физики действительна и в квантовом мире

Физики Боннского университета экспериментально доказали, что важная теорема статистической физики применима к так называемым «конденсатам Бозе-Эйнштейна». Их результаты теперь позволяют измерить определенные свойства квантовых «суперчастиц» и вывести характеристики системы, которые в противном случае было бы трудно наблюдать. Исследование опубликовано в журнале Physical Review Letters.

Первое наблюдение явления черенковского излучения в двумерном пространстве

Исследователи разработали специальную многослойную структуру, обеспечивающую взаимодействие между свободными электронами и световыми волнами, распространяющимися по поверхности. Продуманная конструкция конструкции позволила провести первое измерение двухмерного черенковского излучения. Низкая размерность эффекта позволила заглянуть в квантовую природу процесса испускания излучения свободными электронами: подсчет количества фотонов (квантовых частиц света), испускаемых одним электроном, и косвенное свидетельство запутанности электронов световыми волнами, которые они излучают.

Новый оптический метод проверки топологических фаз в магнитных материалах

Исследователи проанализировали свет, рассеянный материалом, и показали, что если интенсивность рассеяния различна для двух поляризаций, материал находится в топологической фазе. И наоборот, если нет разницы в интенсивности рассеянного света, то материал не находится в топологической фазе. Таким образом, свойства рассеянного света служат четкими индикаторами топологических фаз в этих магнитных материалах. Исследование опубликовано в журнале Physical Review Letters.

Первая экспериментальная бозонная стимуляция рассеяния атомного света в ультрахолодном газе

Бозоны, один из двух фундаментальных классов частиц, были в центре внимания бесчисленных физических исследований. Когда бозонные частицы переходят в уже занятое конечное квантовое состояние, скорость этого перехода увеличивается за счет так называемого «числа заполнения» — эффекта, известного как бозонная стимуляция. Появление бозонной стимуляции в процессах рассеяния света было впервые предсказано более тридцати лет назад, однако непосредственное наблюдение за ней в экспериментальных условиях до сих пор оказалось сложной задачей. Исследователи из Гарвардского центра ультрахолодных атомов Массачусетского технологического института недавно впервые наблюдали бозонное усиленное рассеяние света в ультрахолодном газе. Их результаты, опубликованные в журнале Nature Physics, могут открыть новые захватывающие возможности для изучения бозонных систем.