探寻时间晶体

正不可否认,新科学想法的吸引力往往取决于名字,就如大爆炸、黑洞和暗物质那样。但这些名字没有一个能像带有《神秘博士》风格的"时间晶体"那样引发共鸣。2012年由诺贝尔物理奖得主弗兰克·维尔切克提出的"时间晶体",已与许多深刻的物理学主题,如时间对称性、量子力学以及无序等密切相关。晶体通常由原子或分子在空间中规律排列而成。不同于空间上的周期性,时间晶体在时间上表现出     

Detection of Magnetic Field Gradient and Single Spin Using Optically Levitated Nano-Particle in Vacuum

Optically levitated nano-particle with spins is a promising system for high-precision measurement and quantum information processing. We theoretically analyze the ratio between the fluctuation of particle's displacement caused by spins in magnetic field and caused by molecular collisions of the residual air. When the ratio is larger than unity, the displacement fluctuation of spins flipping can be remarkably detected. By theoretical analysis and numerical simulation, we propose and validate a scheme for the detection of gradient of the magnetic field by levitating ferromagnetic nano-particle, and also put forward a realizable detection scheme of the single spin by levitating nano-diamond particle with single nitrogen-vacancy(NV) centers.     

实现量子逻辑门的一种多原子方案

考虑通过光纤连接的两个单模光学腔，每个腔中都束缚有多个二能级原子，原子与腔模集体共振相互作用，但原子之间没有直接的相互作用。在这样的系统中，我们发现，束缚在两个腔中的两团原子之间可以确定性地实现可靠的量子交换门，量子纠缠门和量子控制z门。与单原子方案比较，我们发现，多原子方案使得量子逻辑门的速度增大√N倍。同时，我们还注意到，共振相互作用能够加快量子控制Z门的实现速度。如果计人原子自发辐射和腔损对量子逻辑门的影响，我们发现，量子逻辑门保真度受耗散的影响随着原子数目的增大而减小。此外，在共振相互作用下，原子自发辐射和腔损对控制Z门的影响显著减小。     

量子诺贝尔奖步入现实

<正>科学哲学家们对2022年度诺贝尔物理学奖兴趣浓厚。这是因为Alain Aspect, John Clauser与Anton Zeilinger设计并实施了许多巧妙的实验用于展示纠缠粒子。对哲学家而言，此工作无比诱人，因为其核心在于理解“量子力学到底是什么”的挑战。此挑战的出现与其主题本身一样悠久，早在1927年，尼尔斯·玻尔就与阿尔伯特·爱因斯坦对各种思想实验的意义进行了辩论。