Иллюстрация: T. M. Graham et al. / Nature, 2022. Физики собрали систему нейтральных атомов, способную генерировать запутанные состояния и реализовывать квантовые алгоритмы. В отличие от своих близких предшественников, новый вычислитель оказался намного более стабильным и масштабируемым благодаря использованию долгоживущих атомов – кубитов. Работа опубликована в журнале Nature. Сложность масштабирования квантовых вычислителей таится не только в том, чтобы готовить стабильные и корректные кубиты, но и совершать операции над ними с высокой точностью. В гейтовой модели за последнее отвечают квантовые вентили, которые довольно сложно сделать идеальными, поэтому наращивать число кубитов помогает коррекция ошибок. Ученым уже удавалось реализовывать одно- и двухкубитные вентили в системе нейтральных атомов, а сами атомы получалось хорошо выстраивать в двумерные массивы и измерять.
Архив рубрики: Наука
Лазерное излучение позволило перевести бислой из переходных металлов в ферромагнетик
Иллюстрация: Xi Wang et al. / Nature, 2022. Физикам удалось превратить скрученный бислой из дихалькогенидов переходных металлов в ферромагнетик, облучая его лазерным светом. Теория показала, что эффект может быть объяснен с помощью блуждающих экситонов, которые выступают посредниками между разными спинами, локализованными в малых ячейках муаровой решетки. Исследование опубликовано в Nature. Постоянный магнит — это замечательный пример того, как квантовая фаза, в которой находится вещество, явно проявляет себя на макроскопическом масштабе. Ферромагнетизм обязан своим существованием коллективному взаимодействию отдельных атомных магнитных моментов. И хотя мы понимаем, как создается магнитный порядок в обычном куске железа, мы не может его детально контролировать и изучать, поскольку доступ к отдельным атомам в таком случае затруднен, а их огромное количество делает любые такие манипуляции неэффективными.
Датские физики изучили механизм медленного опускания крышки на коробку с игрушкой: когда заняться уже нечем
Иллюстрация: Jolet de Ruiter et al. / Physical Review Fluids, 2022. Датские физики подробно изучили причины, по которым крышки у коробок из-под настольных игр или бытовой электроники так медленно опускаются. Оказалось, что в этом случае между крышкой и коробкой может возникать три разных типа гидродинамического сопротивления. Опыты с покупными коробками и 3D-печатными стержнями оказались в превосходном согласии с теорией. Исследование опубликовано в Physical Review Fluids. Картонные коробки впервые начали использовать в качестве упаковочного материала еще в конце XIX века. И хотя сам по себе картон сравнительно хрупок, создание в нем ребер жесткости позволяет изготавливать из него достаточно прочный каркас. Сохраняющийся при этом низкий вес, небольшая стоимость и простота изготовления сделали картон одним из самых популярных упаковочных материалов.
Удалось провести квантовую томографию пары механических резонаторов путем создания связи с кубитом
Иллюстрация: Alex Wollack et al. / Nature, 2022. Американские физики сообщили, что им удалось создать сильную связь между кубитом и парой механических резонаторов. Управляя свойствами кубита и параметрами связи, они смогли не только запутать механические резонаторы, но и провести квантовую томографию их состояния. Исследование опубликовано в Nature. Квантовая акустика — это сравнительно молодая область физики, которая посвящена изучению неклассического поведения звука. Это становится возможным благодаря квантованию механических волн в средах, резонаторах или мембранах и работе с отдельными квантами звука — фононами. Квантовая акустика объединяет в себе методы, заимствованные из квантовой электродинамики в полости, с преимуществами механических резонаторов, которые могут выступать в роли часов, сигнальных фильтров или сенсоров движения.
Возможен ли самопроизвольный распад протона: неподтвержденное гипотетическое явление фундаментальной важности
Среди фундаментальных физических проблем особое место занимает самопроизвольный распад протона – явление гипотетическое и до сих пор не наблюдавшееся, реальность которого, однако, не удается не только подтвердить, но и опровергнуть. Протон является самой распространенной барионной частицей во Вселенной, а также самым распространенным носителем положительного заряда. Тем не менее, протон не является подлинно элементарной частицей, то есть, разложим на более легкие частицы. Гипотетически это может означать, что протон обладает некоторым невероятно долгим периодом полураспада, поэтому в далеком будущем вся материя, состоящая из протонов, развоплотится в фотоны и другие мелкие элементарные частицы (в частности, мезоны). Еще в 1970-е годы будущий нобелевский лауреат Стивен Вайнберг (1933-2021) указывал, что не существует физического закона, который бы принципиально исключал распад протона.
Обнаружено влияние электростатического взаимодействия на движение капель жидкости по наклонной поверхности
Иллюстрация: Xiaomei Li et al. / Nature Physics, 2022. Физики исследовали скольжение капель воды по наклонным гидрофобным поверхностям из различных материалов. Они экспериментально и теоретически доказали, что на движение капель может существенно влиять неучтенное ранее электростатическое взаимодействие между зарядами в капле и подложке. Исследование опубликовано в Nature Physics. Движение капель по поверхности — это обыденный процесс, сопровождающий практически все, что связано с водой. Тем не менее это движение подчиняется сложному балансу разнообразных физических сил. Его понимание было бы полезно для самого разного спектра прикладных задач. Например, инженеры уже научились создавать поверхности, которые эффективно отталкивают воду или жиры. Для нанесения различных покрытий или осаждения инсектицидов и гербицидов, напротив, требуется высокое сопротивление капель движению.