“Attoclock”：能测量以阿秒速度移动的电子

“Attoclock”：能测量以阿秒速度移动的电子由于电子在电子设备中的移动速度极快，所以这使人们很难看到里面发生了什么。现在，来自密歇根大学和雷根斯堡大学的工程师们开发出了一种“attoclock”，它可以以小到十八次幂分之一秒的增量对电子进行快照。PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1326677.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1326677.htm

德国科学家创造出迄今最短电子短脉冲 仅持续53阿秒

德国科学家创造出迄今最短电子短脉冲仅持续53阿秒  电子脉冲用于表示计算机内部的数据或被电子显微镜用于捕捉图像，脉冲越短，信息被传输的速度越快，研究人员一直致力于尽可能缩短电子脉冲的持续时长。普通电路内的电场产生的电子脉冲受限于电子在物质内振荡的频率。一个电子脉冲至少需要持续半个振荡周期，因为正是这种振荡周期为电子产生了“推动力”。而光能以更高频率振荡，因此研究人员一直尝试使用短脉冲光来触发电子脉冲。2016年，研究团队创造了持续时间仅为380阿秒的可见光闪烁。借助同样的技术，该团队聚焦激光，从钨针尖端剥落电子并将其打到真空中，获得了持续时间仅53阿秒的电子脉冲。研究人员表示，他们探测到的53阿秒电子脉冲甚至比引发它的光脉冲还要短。根据玻尔的氢原子模型，这一持续时间仅为氢原子中电子绕其原子核运行一周所需时间的1/5。如此短的电子脉冲可使电子显微镜及时聚焦于较短的切片上，类似于降低相机的快门速度，从而更清晰地揭示粒子的运动。研究人员称，如果利用此次获得的阿秒电子脉冲创建电子显微镜，不仅有足够的分辨率来观察运动中的原子，甚至可看到电子在这些原子之间是如何跳跃的。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1341451.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1341451.htm

迄今运行速度最快 AI 芯片诞生

迄今运行速度最快AI芯片诞生据美国趣味科学网站14日报道，美国一家芯片初创企业推出了全新的5纳米级“晶圆级引擎3”（WSE-3）芯片。该公司官网称，这是目前世界上运行速度最快的AI芯片，将此前纪录提高了1倍。WSE-3拥有4万亿个晶体管，也使其成为迄今最大的计算机芯片，专门用于训练大型AI模型，未来也有望用于目前正在建设中的“秃鹰银河3号”AI超级计算机。

原子定格：科学家首次捕捉到水中的电子运动

原子定格：科学家首次捕捉到水中的电子运动2月15日，《科学》（Science）杂志报道了这一研究成果，它为研究液相分子的电子结构提供了一个新的视窗，而这种视窗的时间尺度是以前的X射线所无法达到的。这项新技术揭示了当目标被X射线击中时的即时电子反应，这是了解辐照对物体和人的影响的重要一步。这项研究的资深作者、阿贡国家实验室特聘研究员琳达-杨说："我们想研究的辐射诱导的化学反应是目标电子反应的结果，这种反应发生在阿秒时间尺度上。到目前为止，辐射化学家只能分辨皮秒级的事件，比阿秒级慢一百万倍。这有点像说'我出生了，然后我死了'。你想知道这中间发生了什么。这正是我们现在能够做到的。""我们开发的方法允许研究......辐射诱导过程产生的反应物，例如太空旅行、癌症治疗、核反应堆和遗留废物中遇到的反应物。"阿贡杰出研究员、芝加哥大学物理系和詹姆斯-弗兰克研究所教授琳达-杨介绍说。来自美国能源部多个国家实验室以及美国和德国多所大学的多机构科学家小组将实验与理论相结合，实时揭示了X射线源的电离辐射撞击物质时产生的后果。在发生作用的时间尺度上进行研究，将使研究小组能够更深入地理解复杂的辐射诱导化学反应。事实上，这些研究人员最初是为了开发必要的工具来了解长期暴露于电离辐射对核废料中化学物质的影响而走到一起的。这项研究得到了能源部赞助的放射性环境和材料界面动力学（IDREAM）能源前沿研究中心的支持，该中心总部设在太平洋西北国家实验室（PNNL）。水样照片：为了记录X射线辐射激发的电子运动，科学家们制作了一张约1厘米宽的液态水薄片，作为X射线光束的目标。图片来源：EmilyNienhuis太平洋西北国家实验室亚原子粒子的运动速度非常快，要捕捉它们的行动，需要一个能够以阿秒为单位测量时间的探测器，阿秒的时间范围非常小，以至于一秒钟中的阿秒比宇宙历史上已经度过的秒数还要多。目前的研究以获得2023年诺贝尔物理学奖的新科学--阿秒物理学为基础。阿秒X射线脉冲仅在全球少数几个专业设施中可用。该研究团队在位于加利福尼亚州门洛帕克的SLAC国家加速器实验室的里纳克相干光源（LCLS）进行了实验工作，当地团队率先在这里开发了阿秒X射线自由电子激光器。来自SLAC国家加速器实验室的阿戈-马里内利（AgoMarinelli）说："阿秒时间分辨实验是里纳克相干光源的旗舰研发项目之一，"他与詹姆斯-克赖恩（JamesCryan）共同领导了此次实验所使用的一对同步X射线阿秒泵浦/探针脉冲的开发工作。"看到这些研发成果被应用于新型实验，并将阿秒科学带入新的发展方向，我们感到非常兴奋"。2022年6月，团队成员在SLAC国家加速器实验室里纳相干光源的控制室。从左至右：SLAC的DavidJ.Hoffman、阿贡国家实验室（ANL）和芝加哥大学的KaiLi、西北太平洋国家实验室IDREAM主任CarolynPearce、SLAC的Ming-FuLin和ANL的ShuaiLi。图片来源：CarolynPearce太平洋西北国家实验室这项研究中开发的技术--液体中的全X射线阿秒瞬态吸收光谱，使他们能够"观察"被X射线激发的电子进入激发态的过程，而这一切都发生在体积更大的原子核有时间移动之前。他们选择液态水作为实验的试验品。芝加哥大学物理系和詹姆斯-弗兰克研究所教授杨说："我们现在有了一种工具，原则上可以跟踪电子的运动，实时看到新电离分子的形成。"这些新报告的发现解决了一个长期存在的科学争论，即在以前的实验中看到的X射线信号是否是水或氢原子动态的不同结构形状或"图案"的结果。这些实验最终证明，这些信号并不是环境液态水中两种结构模式的证据。杨说："基本上，人们在以前的实验中看到的是氢原子运动造成的模糊。我们在原子有时间移动之前进行了所有的记录，从而消除了这种移动"。研究人员将目前的研究视为阿秒科学全新方向的开端。为了实现这一发现，PNNL的实验化学家与阿贡和芝加哥大学的物理学家、SLAC的X射线光谱专家和加速器物理学家、华盛顿大学的理论化学家，以及德国汉堡超快成像中心和德国电子同步加速器（DESY）自由电子激光科学中心（CFEL）的阿秒科学理论家合作。在2021年至2022年全球大流行期间，PNNL团队利用在SLAC开发的技术，在X射线泵脉冲路径上喷射出一片超薄的纯水。PNNL的早期职业化学家艾米丽-尼恩胡斯（EmilyNienhuis）说："我们需要一个漂亮、平整、薄的水片，在那里我们可以聚焦X射线。这种能力是在LCLS开发出来的。在PNNL，Nienhuis演示了这种技术也可用于研究IDREAMEFRC核心的特定浓缩溶液，并将在下一阶段的研究中进行调查。"收集到X射线数据后，来自华盛顿大学的理论化学家李晓松和研究生卢立新运用他们解释X射线信号的知识，再现了在SLAC观察到的信号。由理论家罗宾-桑特拉（RobinSantra）领导的CFEL小组建立了液态水对阿秒X射线响应的模型，以验证观测到的信号确实局限于阿秒时间尺度。"利用华盛顿大学的Hyak超级计算机，我们开发出了一种尖端的计算化学技术，能够详细描述水的瞬态高能量子态，"华盛顿大学LarryR.Dalton化学讲座教授、PNNL实验室研究员李说。"这一方法学上的突破在量子层面理解超快化学转化方面取得了举足轻重的进展，其准确性和原子级细节都非常出色。"首席研究员杨发起了这项研究并监督其实施，第一作者和博士后ShuaiLi在现场领导了这项研究。阿贡的物理学家吉勒-杜米（GillesDoumy）和芝加哥大学的研究生李凯（KaiLi）是进行实验和分析数据的团队成员。阿贡纳米材料中心是美国能源部科学办公室的用户设施，该中心帮助鉴定了水片喷射目标的特性。研究团队一起窥探了液态水中电子的实时运动，而世界上的其他地方却静止不动。杨说："我们开发的方法允许研究辐射诱导过程产生的活性物种的起源和演化，例如太空旅行、癌症治疗、核反应堆和遗留废物中遇到的活性物种。"编译自/scitechdaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1418733.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1418733.htm

澳州天文学家发现迄今成长最快的黑洞

澳州天文学家发现迄今成长最快的黑洞澳大利亚科研人员称发现了迄今已知成长最快的黑洞，它每天吞噬掉的物质质量相当于一个太阳。新华社星期二（2月20日）报道，澳大利亚国立大学研究人员领衔的团队日前在英国《自然·天文学》杂志上发表论文说，这个黑洞的质量高达太阳的170亿倍，距离地球超过120亿光年。欧洲南方天文台发布的公报指出，这个黑洞所在的类星体代号为J0529-4351，不仅是迄今观测到的最明亮类星体，也是迄今观测到的最明亮天体。据介绍，这个黑洞的吸积盘直径达7光年，超过太阳系到其相邻恒星系统半人马座阿尔法星系的距离。论文第一作者、澳大利亚国立大学天文学和天体物理学研究学院副教授克里斯蒂安·沃尔夫说，这个黑洞“令人难以置信的成长速度意味着光和热的大量释放”，因此它所在的类星体也成为“宇宙中迄今已知的最明亮物体”。事实上，J0529-4351一直掩藏在“众目睽睽之下”。之前，研究人员利用电脑模型分析欧洲航天局“盖亚”空间探测器采集的相关数据时，错将J0529-4351识别为一颗恒星，直到最近通过地面望远镜观测才将其确定为类星体。类星体是活动星系核，由其中心的超大质量黑洞所驱动。当黑洞周围的气体被吞噬时会形成漩涡状吸积盘，巨大的引力势在吸积盘上得以释放，转化为热能和电磁辐射，使得类星体异常明亮。2024年2月20日10:09PM

迄今最快的双量子位门实现

迄今最快的双量子位门实现日本国立自然科学研究院分子科学研究所（IMS）的科学家使用光镊来捕获两个冷却到几乎绝对零且仅相隔一微米的原子，然后用仅发光10皮秒（1皮秒为万亿分之一秒）的特殊激光束操纵原子，成功执行了世界上最快的双量子位门，其运行时间仅为6.5纳秒（1纳秒为十亿分之一秒）。8日发表在《自然·光子学》在线版上的该成果，有望催生全新的量子计算机硬件，突破目前正在开发的超导和离子阱量子计算机的限制。冷原子平台已成为量子计算机硬件最有希望的候选装置之一。与超导和离子阱类型相比，它可很容易地扩大到更大的规模，同时保持高相干性，这使其具有革命性的潜力，并作为下一代量子计算机硬件吸引了各界的关注。量子门是构成量子计算的基本算术元素，包括单量子位门和双量子位门。这次成功实现的是最重要的双量子位门之一，称为“受控Z门”。量子门的精度（保真度）很容易受到来自外部环境和工作激光器噪声的影响，这使得量子计算机的发展变得困难。由于噪声的时间尺度一般慢于1微秒，如果能够实现比这快的量子门，就可以避免因噪声而导致计算精度下降，将更接近于实现一台实用的量子计算机。在过去的20年里，所有的量子计算机硬件都在追求更快的门。这次使用冷原子硬件实现的6.5纳秒超快门比噪声快两个数量级以上，因此可忽略噪声的影响。而之前的世界纪录是15纳秒。新实验使用铷原子进行。首先，研究人员使用激光束将已冷却至约超低温气相中的两个铷原子用光镊以微米间隔排列；然后用超短激光脉冲照射它们，使困在最小轨道中的两个电子被撞入巨大的里德堡轨道；然后，这些原子之间的相互作用导致轨道形状和电子能量的周期性来回交换，周期为6.5纳秒，通过这样的振荡实现了双量子位门。利用这种现象，研究人员使用量子位进行了量子门操作，从而证明一个双量子位门可在6.5纳秒内运行，这是目前世界上最快的。PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1302281.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1302281.htm