新型时间晶体的寿命延长了1000万倍

新型时间晶体的寿命延长了1000万倍 但是，既然空间和时间通常被视为同一"结构"的两个组成部分，这是否意味着也存在着在时间中重复图案的晶体呢？这是诺贝尔奖获得者、麻省理工学院物理学家弗兰克-威尔切克（Frank Wilczek）在 2012 年提出的假设。这很难理解是如何做到的，但一个常见的比喻是想象一碗果冻，想象用勺子敲打它时会有什么反应。通常你会认为它会抖动几秒钟，然后停止。但如果这碗果冻是一个时间晶体，它可能会在延迟后抖动，停止，再抖动，再停止，并无限期地重复这个过程，甚至在没有任何进一步的敲击输入的情况下也是如此。这听起来可能很像永动机，但时间晶体实际上并不违反任何热力学定律，系统中的熵量保持不变。几年来，科学家们一直在争论它们是否可能存在，直到 2017 年，一个研究小组终于在实验室里成功制造出了时间晶体。后来的研究在儿童玩具晶体生长套件和量子计算机处理器中发现了它们，甚至观察到了它们之间的相互作用。但这些例子并没有捕捉到时间晶体的真正本质，只是捕捉到了一些不同步的行为。继续前面的比喻，他们是每秒敲击一次果冻，每两秒才看它抖动一次。真正的时间晶体会自己开始抖动，然后以周期性的模式无限抖动。这种时间晶体在 2022 年才首次展示，但只持续了几毫秒。这幅像火焰一样的图案实际上是一张图表，它展示了对时间晶体振荡的实验测量结果，显示了一个清晰的模式 多特蒙德大学现在，德国多特蒙德大学的科学家们创造出了一种能持续 1000 万倍时间的晶体。它由砷化镓铟制成，然后持续点亮，直到晶体的核自旋变得极化。研究小组说，一段时间后，原子核自发地开始以一种可预测的模式振荡，这一过程相当于时间晶体。在实验中，研究人员记录到这种情况持续了 40 分钟，但他们表示，这种情况有可能持续更长时间。研究小组表示，可以通过调整实验条件来改变晶体周期的时间框架。它还可以被"熔化"，在这种情况下，"熔化"意味着失去它的模式，开始表现出一些混乱的行为。这将开启一个新的研究领域。这项研究发表在《自然-物理》杂志上。 ... PC版： 手机版：

研究人员利用电子和空穴自旋实现了精确的量子比特控制和相互作用

研究人员利用电子和空穴自旋实现了精确的量子比特控制和相互作用 巴塞尔大学在量子比特技术方面取得的进展为可扩展量子计算带来了希望，它利用电子和空穴自旋实现了精确的量子比特控制和相互作用。全世界的研究人员都在探索各种量子比特技术，对实用量子计算机的追求正如火如荼地进行着。尽管做出了大量努力，但对于哪种类型的量子比特最能最大限度地发挥量子信息科学的潜力，人们仍未达成共识。量子比特是量子计算机的基础。它们负责处理、传输和存储数据。有效的量子位必须可靠地存储和快速处理信息。这就要求外部系统能够准确控制大量量子比特之间稳定、迅速的相互作用。当今最先进的量子计算机只有几百个量子比特。这就限制了它们执行传统计算机已经能够完成的计算，而且往往能更高效地完成。要想推动量子计算的发展，研究人员必须找到一种在单个芯片上容纳数百万量子比特的方法。电子和空穴为了解决数千个量子比特的排列和连接问题，巴塞尔大学和 NCCR SPIN 的研究人员依靠一种利用电子或空穴自旋（固有角动量）的量子比特。空穴本质上是半导体中缺失的电子。空穴和电子都具有自旋，可采用两种状态之一：向上或向下，类似于经典比特中的 0 和 1。与电子自旋相比，空穴自旋的优势在于它可以完全由电子控制，无需在芯片上安装微型磁铁等额外元件。两个相互作用的空穴自旋量子比特。当一个空穴（洋红色/黄色）从一个位点隧穿到另一个位点时，它的自旋（箭头）会因所谓的自旋轨道耦合而旋转，从而导致周围气泡所描述的各向异性相互作用。资料来源：NCCR SPIN2022 年，巴塞尔物理学家证明，现有电子设备中的空穴自旋可以被捕获并用作量子比特。这些"FinFET"（鳍式场效应晶体管）内置于现代智能手机中，并通过广泛的工业流程生产出来。现在，安德烈亚斯-库尔曼（Andreas Kuhlmann）博士领导的团队首次成功地在这种装置中实现了两个量子比特之间可控的相互作用。量子计算机需要"量子门"来执行计算。量子门"代表着操纵量子比特并将它们相互耦合的操作。研究人员在《自然-物理》杂志上报告说，他们能够将两个量子比特耦合起来，并根据其中一个量子比特的自旋状态，使另一个量子比特的自旋发生受控翻转这就是所谓的受控自旋翻转。"孔自旋使我们能够创建既快速又高保真的双量子比特门。"库尔曼说："现在，这一原理还使我们有可能将更多的量子位对耦合在一起。"两个自旋量子比特的耦合基于它们之间的交换相互作用，这种相互作用发生在两个静电相互作用的无差别粒子之间。令人惊奇的是，空穴的交换能不仅在电学上是可控的，而且具有很强的各向异性。这是自旋轨道耦合的结果，意味着空穴的自旋状态受其空间运动的影响。为了在模型中描述这一观察结果，巴塞尔大学和 NCCR SPIN 的实验物理学家和理论物理学家联手合作。库尔曼说："各向异性使得双量子比特门成为可能，而无需在速度和保真度之间进行通常的权衡。基于空穴自旋的量子比特不仅可以利用硅芯片久经考验的制造工艺，还具有高度的可扩展性，并在实验中被证明是快速和稳健的。这项研究强调，这种方法在开发大规模量子计算机的竞赛中大有可为。"编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

科学家在实验室制造出至今最冷物质

科学家在实验室制造出至今最冷物质 根据发表在《Nature Physics》期刊上的一项研究，日美科学家在实验室内制造出至今。 在最新研究中，科学家使用激光，限制了 30 万个原子在光学晶格内的运动。该实验模拟了理论物理学家约翰·哈伯德于1963年首次提出的量子物理模型哈伯德模型。该模型允许原子展示不寻常的量子特性，包括电子之间的集体行为，如超导（导电而不损失能量）等。研究人员称，他们造出的冷却物质甚至比太空中已知最冷的区域旋镖星云还要冷，旋镖星云距离地球 3000光年，是围绕在半人马座中一颗垂死恒星周围的一团气体云。科学家们认为，旋镖星云正被星云中心垂死恒星喷出的冷膨胀气体冷却，因此此处的温度比宇宙其他部分还要冷，约为 1 开尔文或零下272摄氏度，仅比绝对零度（零下273.15摄氏度）高1摄氏度。但在最新实验中，镱原子的温度比旋镖星云的温度还要低。 来自：雷锋 频道：@kejiqu 群组：@kejiquchat 投稿：@kejiqubot

安全研究人员涉嫌利用苹果内部销售系统窃取数百万美元

安全研究人员涉嫌利用苹果内部销售系统窃取数百万美元 虽然法庭记录中没有明确指出苹果公司的名字，但一家未具名的"A 公司"位于加利福尼亚州库比蒂诺，显然就是苹果公司。法庭提到，其中一名罪犯使用礼品卡"在 A 公司的App Store 购买 Final Cut Pro"，而苹果公司是唯一一家销售该软件的公司。2019 年，Frazee 和他的同伙使用密码重置工具访问了一个属于未具名"B 公司"的员工账户，该公司为苹果公司提供客户支持。通过该账户，Frazee 获得了更多的员工凭证，并访问了 B 公司的 VPN 服务器。Frazee 从那里进入了苹果公司的系统，为苹果产品下了欺诈性订单。他使用了苹果公司的"工具箱"程序，该程序可用于在订单下达后对订单进行编辑，他将订单价值改为零，在订单中添加产品，并延长了AppleCare合同。他在 2019 年 1 月至 3 月期间滥用了苹果公司的程序。起诉书还说，被告远程控制位于印度和哥斯达黎加的电脑是骗局的一部分。起诉书还说，骗局本身涉及将订单货币价值改为零、在现有订单中无偿添加产品（如手机和笔记本电脑）以及延长现有服务合同。其中包括将与其中一名被告及其家人有关的客户服务合同延长两年而不付款。苹果公司在1 月份的一份支持文件中感谢弗雷泽发现了macOS Sonoma 中的几个漏洞，而这份文件是在他被捕不到两周后发布的。"我们要感谢诺亚-罗斯金-弗拉泽和 J.实验室）的协助，"苹果在提到一个 Wi-Fi 漏洞时这样写道。Frazee 被控犯有电信诈骗、邮件诈骗、共谋电信诈骗和邮件诈骗、共谋计算机诈骗和滥用以及故意损坏受保护计算机罪。他将被要求没收所有赃物，如果罪名成立，他可能被判处 20 年以上监禁。 ... PC版： 手机版：

研究人员实现在10分钟内用有毒"赤泥"制造出绿色钢材

研究人员实现在10分钟内用有毒"赤泥"制造出绿色钢材 铝工业每年产生约 1.98 亿吨（约合 1.8 亿吨）铝土矿残渣"赤泥"，由于其碱度高且富含有毒重金属，因此腐蚀性极强。在澳大利亚、中国和巴西等国，剩下的赤泥通常被丢弃在巨大的垃圾填埋场，处理成本高昂。钢铁工业对环境的破坏同样严重，其二氧化碳排放量占全球总量的 8%。然而，预计到 2050 年，钢铁和铝的需求量将增长高达 60%。不过，德国马克斯-普朗克铁研究中心（Max-Planck-Institut für Eisenforschung）的科学家们可能有办法将铝生产过程中产生的有毒赤泥副产品变成绿色钢铁。"我们的工艺可以同时解决铝生产中的废料问题，并改善钢铁行业的碳足迹，"该研究的主要作者马蒂奇-约维切维奇-克鲁格说，"同时解决铝生产中的废料问题，并改善钢铁行业的碳足迹。"赤泥含有高达 60% 的氧化铁。使用含氢 10% 的等离子体在电弧炉中熔化赤泥，可将其还原成液态铁和液态氧化物，从而轻松提取铁。研究人员说，等离子体还原技术只需 10 分钟，生产出的铁非常纯净，可以直接加工成钢。不再具有腐蚀性的金属氧化物在冷却后会凝固，因此可以转化成类似玻璃的材料，可用作建筑业的填充材料。其他研究人员使用类似的方法从赤泥中生产铁，但使用的是焦炭；不过，这种方法会导致铁受到严重污染，并产生大量二氧化碳。新研究中采用的方法使用绿色氢气作为还原剂，避免了这些温室气体的排放。该研究的通讯作者 Isnaldi Souza Filho 说："如果使用绿色氢气从迄今为止全球铝生产过程中产生的 40 亿吨赤泥中提炼出铁，那么钢铁行业可以节约近 15 亿吨二氧化碳。"通过这种工艺，原本存在于赤泥中的有毒重金属被"几乎中和"。任何残留的重金属都被牢牢地结合在金属氧化物中，不会像留在垃圾填埋场的赤泥那样被水冲走。Jovičević-Klug 说："还原后，我们在铁中检测到了铬。其他重金属和贵金属也可能进入铁中或进入一个单独的区域。我们将在进一步的研究中对此进行调查。有价值的金属可以分离出来并重新利用"。研究人员说，直接使用绿色氢气从赤泥中生产铁，不仅对环境"双倍有益"，而且经济效益也很高。根据他们的计算，如果赤泥中含有 35% 的氧化铁，就足以使这一工艺变得经济。以目前的价格计算绿色氢气和电弧炉的电力成本，再加上填埋赤泥的成本，赤泥中氧化铁的比例需要达到 30% 至 40%，这样生产出的铁才能在市场上具有竞争力。这些都是保守估计，因为处理赤泥的费用可能计算得相当低。此外，电弧炉在金属工业（包括铝冶炼厂）中得到广泛应用，这些行业只需进行有限的投资，就能实现更高的可持续性。研究报告的共同作者 Dierk Raabe 说："在我们的研究中，考虑经济因素也很重要。现在要由工业界来决定是否利用等离子体还原赤泥中的铁"。这项研究发表在《自然》杂志上。 ... PC版： 手机版：

铋元素超薄晶体开启电子和量子计算的新可能

铋元素超薄晶体开启电子和量子计算的新可能 "铋因其低熔点和独特的电子特性，一百多年来一直令科学家们着迷，"加州大学欧文分校物理学和天文学助理教授、该研究的共同作者哈维尔-桑切斯-山岸（Javier Sanchez-Yamagishi）说。"我们开发了一种新方法来制造铋等材料的极薄晶体，并在此过程中揭示了金属表面隐藏的电子行为。"研究小组制作的铋片只有几纳米厚。桑切斯-山岸解释了理论家们是如何预测铋含有特殊的电子状态，使其在电流流过时具有磁性这对于基于电子自旋磁性的量子电子设备来说是至关重要的。研究小组观察到的隐藏行为之一是源自晶体表面的所谓量子振荡。"量子振荡源于电子在磁场中的运动，"加州大学欧文分校物理学和天文学博士候选人、论文主要作者之一莱斯-陈（Laisi Chen）说。"如果电子能围绕磁场完成一个完整的轨道，它就能表现出对电子性能非常重要的效应。量子振荡于 20 世纪 30 年代首次在铋中被发现，但从未在纳米级薄铋晶体中出现过"。桑切斯-山岸实验室的物理学博士候选人艾米-吴（Amy Wu）把研究小组的新方法比作压玉米饼机。吴解释说，为了制作超薄铋片，他们必须将铋挤压在两块热板之间。为了让铋片变得像现在这样平整，他们必须使用在原子层面上非常光滑的成型板，这意味着表面没有微小的凹痕或其他瑕疵。吴说："然后，我们制作了一种Quesadilla或Panini（意大利美食），铋是芝士馅料，玉米饼则是原子平整的表面。"桑切斯-山岸说："有那么一个紧张的时刻，我们花了一年多的时间制作这些美丽的晶体，但我们不知道它的电学特性是否会非同寻常。但是，当我们在实验室里冷却设备时，我们惊讶地观察到了量子振荡，这在以前的铋薄膜中是从未见过的。压缩是一种非常常见的制造技术，用于制造铝箔等普通家用材料，但并不常用于制造电脑中的电子材料。我们相信，我们的方法将推广到其他材料，如锡、硒、碲和相关的低熔点合金，这对探索未来的柔性电子电路可能很有意义。"下一步，该团队希望探索其他方法，利用压缩和注塑成型方法制造下一代手机或平板电脑芯片。陈说："我们的新团队成员为这个项目带来了令人兴奋的想法，我们正在研究新技术，以进一步控制生长的铋晶体的形状和厚度。这将简化我们制造设备的方法，并使其离大规模生产更近一步。"编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：