Изучение путей квантовых электронов с помощью лазерного света

Топологические изоляторы, или ТИ, имеют две стороны: электроны свободно текут вдоль краев их поверхности, как автомобили на супермагистрали, но вообще не могут проходить через внутреннюю часть материала. Исследователи из Национальной ускорительной лаборатории SLAC Министерства энергетики и Стэнфордского университета систематически исследовали «фазовый переход», при котором TI теряет свои квантовые свойства и становится обычным изолятором. Они сделали это, используя спиралевидные лучи лазерного света для создания гармоник — очень похожих на вибрации щипковой гитарной струны — из исследуемого материала. Эти гармоники позволяют легко отличить то, что происходит в слое супермагистрали, от того, что происходит внутри, и увидеть, как одно состояние сменяется другим, сообщили они сегодня в Nature Photonics.

Новая квантовая технология объединяет свободные электроны и фотоны

Международная группа из Геттингенского института междисциплинарных наук им. Макса Планка (MPI), Геттингенского университета и Швейцарского федерального технологического института в Лозанне (EPFL) успешно соединила отдельные свободные электроны и фотоны в электронном микроскопе. В эксперименте в Геттингене луч электронного микроскопа проходит через встроенный оптический чип, изготовленный швейцарской командой. Чип состоит из оптоволоконной связи и кольцеобразного резонатора, который накапливает свет, удерживая движущиеся фотоны по круговому пути.

Исследователи реализуют два типа когерентно конвертируемых кубитов, используя один вид ионов

До сих пор большинство инженеров, разрабатывавших компьютеры с захваченными ионами, использовали два разных вида ионов в качестве этих двух разных типов кубитов. Однако исследователи из Центра квантовой информации Университета Цинхуа недавно показали, что два разных типа кубитов могут быть созданы с использованием одного и того же вида иона. Их выводы, опубликованные в журнале Nature Physics, могут открыть интересные возможности для создания квантовых устройств с захваченными ионами.

Неожиданные квантовые эффекты в природном двухслойном графене

Международная исследовательская группа под руководством Геттингенского университета обнаружила новые квантовые эффекты в высокоточных исследованиях природного двухслойного графена и интерпретировала их вместе с Техасским университетом в Далласе, используя свою теоретическую работу. Это исследование дает новое представление о взаимодействии носителей заряда и различных фаз и способствует пониманию вовлеченных процессов. В исследованиях также участвовали LMU в Мюнхене и Национальный институт материаловедения в Цукубе, Япония. Результаты были опубликованы в Nature.

Оптическая инициализация и когерентный контроль ядерных спинов в двумерных материалах

Используя фотоны и кубиты электронных спинов для управления ядерными спинами в двумерном материале, исследователи из Университета Пердью открыли новый рубеж в квантовой науке и технологии, позволив таким приложениям, как спектроскопия ядерного магнитного резонанса атомного масштаба, а также считывать и записывать квантовые данные информации с ядерными спинами в двумерных материалах. Как было опубликовано в понедельник (15 августа) в Nature Materials, исследовательская группа использовала кубиты электронного спина в качестве датчиков атомного масштаба, а также для осуществления первого экспериментального контроля кубитов ядерного спина в ультратонком гексагональном нитриде бора.

Простой способ придания материи сложных форм

Исследование в Стратклайде показало, что когда искривленный свет направляется на движущийся БЭК (конденсат Бозе-Эйнштейна), он разбивается на скопления капель БЭК, которые движутся в соответствии с особенностями света, при этом количество капель равно удвоенному количеству поворотов света. Изменение свойств светового луча может изменить как количество капель БЭК, так и способ их движения. Исследование опубликовано в журнале Physical Review Letters.

Исследование связи между топологией и квантовой запутанностью

Топология и запутанность — два мощных принципа для характеристики структуры сложных квантовых состояний. В новой статье в журнале Physical Review X исследователи из Пенсильванского университета устанавливают связь между ними.

В сверхтекучей жидкости обнаружены новые квантовые водовороты с тетраэдрической симметрией

Международное сотрудничество ученых создало и наблюдало совершенно новый класс вихрей — вращающиеся массы жидкости или воздуха. Под руководством исследователей из Амхерстского колледжа в США и Университета Восточной Англии и Ланкастерского университета в Великобритании в их новой работе подробно описываются первые лабораторные исследования этих «экзотических» водоворотов в ультрахолодном газе атомов при температурах до десятков миллиардных долей на градус выше абсолютного нуля. Открытие, о котором было объявлено на этой неделе в журнале Nature Communications, может иметь важные будущие последствия для реализации квантовой информации и вычислений.

Впервые смоделирована калибровочная теория, отличную от электромагнетизма, с использованием ультрахолодных атомов

В недавнем исследовании, опубликованном в журнале Nature, исследователи-экспериментаторы ICFO Аника Фрелиан, Крейг Чизхолм, Рамон Рамос, Элеттра Нери и Сезар Кабрера под руководством профессора ICREA Летисии Тарруэлл в сотрудничестве с Алессио Чели, исследователем-теоретиком из программы Talent, в Автономном университете Барселоны впервые смогли смоделировать калибровочную теорию, отличную от электромагнетизма, с использованием ультрахолодных атомов.

Экспериментальное наблюдение долгоживущих состояний фантомной спирали в квантовых магнетиках Гейзенберга

Исследователи из Массачусетского технологического института (MIT), Гарвардского центра ультрахолодных атомов Массачусетского технологического института, Гарвардского и Стэнфордского университетов недавно обнаружили существование уникальных спиральных спиновых состояний в квантовых магнитах Гейзенберга. Их наблюдения, опубликованные в журнале Nature Physics, могут иметь важное значение для моделирования физических процессов и динамики, связанных со спином, в квантовых системах многих тел.