Возникновение флуктуирующей гидродинамики в хаотических квантовых системах

Исследовательская группа под руководством профессора Моники Айдельсбургер и профессора Иммануэля Блоха с физического факультета LMU исследовала вопрос, касающийся квантовых многочастичных систем, и обнаружила признаки того, что их можно описать макроскопически с помощью простых уравнений диффузии со случайным шумом. Исследование было недавно опубликовано в журнале Nature Physics. Вооружившись микроскопом и наблюдая динамику, была подготовлена квантовая система ультрахолодных атомов цезия в оптических решетках в неравновесном начальном состоянии, затем ей дали свободно эволюционировать. Высокое разрешение системы визуализации позволило измерять не только среднюю плотность частиц в узлах решетки, но и их флуктуации. Таким образом получилось измерить как флуктуации и корреляции плотности растут с течением времени, и сделать вывод, что FHD описывает систему как качественно, так и количественно. Исследователи считают это важным указанием на то, что хаотические квантовые системы, несмотря на их микроскопическую сложность, можно описать просто как макроскопический процесс диффузии — аналогичный броуновскому движению.

Ученые ИТМО предложили способ для генерации запутанных состояний

Ученые ИТМО предложили универсальный способ для генерации квантовых корреляций и запутанных состояний. Он позволяет динамически влиять на параметры системы и задавать желаемые характеристики фотонов, например, явления группировки или антигруппировки. Исследование открывает возможности для кодирования запутанных состояний в сверхпроводящих кубитах и обработки квантовой информации в оптических чипах нового поколения.

Физики изолируют пару атомов, чтобы впервые наблюдать силу взаимодействия p-волн

Сделан первый шаг в понимании перехода от «одной ко многим» частицам, изучив не одну и не множество, а две изолированные взаимодействующие частицы, в данном случае атомы калия. Результат, описанный в статье, опубликованной сегодня в журнале Nature, является первым небольшим шагом к пониманию естественных квантовых систем и того, как они могут привести к более мощным и эффективным квантовым симуляциям.

Обнаружение когерентности в квантовом хаосе

«Применив сбалансированный прирост и потерю энергии к открытой квантовой системе, мы нашли способ преодолеть существовавшее ранее ограничение, согласно которому взаимодействие с окружающей средой уменьшало бы квантовый хаос», — сказал Авад Саксена, физик-теоретик из Лос-Аламосской национальной лаборатории, член группы, опубликовавшей статью о квантовом хаосе в Physical Review Letters. «Это открытие указывает на новые направления в изучении квантового моделирования и теории квантовой информации».

Решена загадка электронной нематичности сверхпроводников на основе железа

Исследователи из группы PSI «Спектроскопия квантовых материалов» вместе с учеными из Пекинского педагогического университета решили загадку на переднем крае исследований сверхпроводников на основе железа: происхождение электронной нематичности FeSe. Используя резонансное неупругое рассеяние рентгеновских лучей (RIXS) в швейцарском источнике света (SLS), они обнаружили, что, как это ни удивительно, это электронное явление в основном обусловлено вращением. Электронная нематичность считается важным компонентом высокотемпературной сверхпроводимости, но помогает она ей или мешает, пока неизвестно. Их выводы опубликованы в журнале Nature Physics.

Одномерный перенос спинов в некоторых областях напоминает макроскопические явления

Поведение микроскопических квантовых магнитов долгое время было предметом лекций по теоретической физике. Однако исследовать динамику систем, далеких от равновесия, и наблюдать за ними «вживую» до сих пор было сложно. Теперь исследователи из Института квантовой оптики Макса Планка в Гархинге сделали именно это, используя квантовый газовый микроскоп. С помощью этого инструмента можно манипулировать квантовыми системами, а затем отображать их с таким высоким разрешением, что видны даже отдельные атомы. Результаты экспериментов с линейными цепочками спинов показывают, что способ распространения их ориентации соответствует так называемой супердиффузии Кардара-Паризи-Жанга. Это подтверждает гипотезу, возникшую недавно из теоретических соображений.

Использование наночастиц кремния для визуализации слияния квантованных вихрей в сверхтекучем гелии

Ученые из Высшей школы инженерных наук Университета Осаки показали, как наночастицы кремния могут захватывать вихри, образующиеся внутри сверхтекучего гелия. Эта работа открывает новые возможности в оптических исследованиях других квантовых свойств сверхтекучего гелия, таких как оптическое управление квантованными вихрями из-за сильного взаимодействия между светом и наночастицами кремния.

Топологические изоляторы, настроенные на водород, могут привести к новым платформам в устойчивой квантовой электронике

Группа физиков и химиков изобрела новый простой и мощный метод, использующий ионный водород для уменьшения плотности носителей заряда в объеме трехмерных (3D) топологических изоляторов и магнитов. В результате можно получить доступ к надежным недиссипативным поверхностным или краевым каналам квантовой проводимости для манипулирования и контроля. Их исследование «Топологические поверхностные токи, полученные через обратимое гидрирование трехмерного объема» опубликовано в журнале Nature Communications.

Группа физиков и математиков обнаружила, что суперпозиция и запутанность связаны вне квантовой теории

И суперпозиция, и запутанность математически описываются квантовой теорией. Но многие физики считают, что окончательная теория реальности может лежать за пределами квантовой теории. Теперь, группа физиков и математиков обнаружила новую связь между этими двумя странными свойствами, которая не предполагает, что квантовая теория верна.

Отказоустойчивая память квантового компьютера в алмазе

Квантовые вычисления потенциально могут стать революционной технологией будущего в самых разных областях: от химии и криптографии до финансов и фармацевтики. Ученые предполагают, что по сравнению с обычными компьютерами квантовые компьютеры могут работать во много тысяч раз быстрее. Чтобы использовать эту силу, ученые сегодня ищут способы создания квантовых компьютерных сетей. Важную роль в этих сетях будет играть отказоустойчивая квантовая память, хорошо реагирующая на аппаратные или программные сбои. Исследовательская группа из Йокогамского национального университета изучает квантовую память, устойчивую к ошибкам в работе или окружающей среде. Исследовательская группа сообщила о своих выводах 27 апреля 2022 года в журнале Communications Physics.