世界多国持续“放大招”,基础研究精彩纷呈( 二 )
来自能源部SLAC国家加速器实验室等的科学家首次直接观察到了临近水分子之间的“量子拖拽” 。
另外 , 美国和新西兰科学家利用激光挤压并冷却锂气体等 , 使其密度和温度变化到足以减少光散射量的程度 , 由此证明了泡利阻塞效应 , 未来有望利用其开发能抑制光的材料 , 进一步提高量子计算机的性能和效率 。
【世界多国持续“放大招”,基础研究精彩纷呈】哈佛大学物理学家团队通过实验模拟并分析了一种新物质状态——量子自旋液体 , 其在高温超导和量子计算机等量子技术领域有着广阔的应用前景 。
韩国South Korea 出台法律强化对量子技术支持
超导核聚变装置运行创纪录
韩国正式出台《促进信息通信振兴及融合等相关法律》 , 将政府对量子技术的支持法律化 。 根据立法 , 韩国将在政府财政支持的基础上 , 建立量子技术专职管理机构 , 在政策研究、研发支持、基础设施建设、人力培养、技术标准化等方面发挥主导作用 , 同时 , 还计划加大力度培育量子研发和产业生态 , 向中小企业提供财政及行政支持 。
韩国超导核聚变装置KSTAR成功在1亿摄氏度下约束等离子体30秒 , 创下了新的运行纪录 。
“韩国人造太阳”(KSTAR)运行时间创新纪录 。 图片来源:newatlas.com网站相关报道
韩国一个共同研究小组开发的一种量子比特技术逻辑错误率达到10万分之一 。
韩国研究者参与的一项国际共同研究第一次发现了一种表现出光子雪崩效应的纳米材料 , 具有全新应用前景 。
韩国实验物理学家证实了理论物理学界预言的一种液态金属的电子结构 。
法国France 提出新的量子计算机构架
揭秘宇宙诞生“第一种物质”
法国于2021年1月宣布启动量子技术国家战略 , 计划5年内在量子领域投资18亿欧元 , 争取让法国有机会成为“第一个获得通用量子计算机完整原型的国家” 。 该战略认为 , 完全掌握量子技术价值链是法国持久独立研究的关键 , 对法国专有技术和工业应用方面的主权至关重要 。 为此 , 该战略旨在为法国量子领域全价值链提供支持 , 涉及所有量子相关技术 。 法国正在建立以巴黎、萨克雷、格勒诺布尔为中心的量子生态系统 。
量子研究方面 , 法国团队提出了新的量子计算机构架 , 在传统的二维阵列量子比特上连接一个量子记忆体 , 形成三维架构 , 从而实现大幅降低量子计算机所需的量子比特数量 。 新架构下仅需13436个量子比特就能破解当前主流的2048位RSA加密 , 比此前研究中所需两千万个量子比特数减少了3个数量级 , 这为量子计算机架构设计提供了新方向 。
欧洲核子研究中心(CERN)频频有重要发现 。 该中心的超环面仪器实验(ATLAS)和紧凑缪子线圈实验团队于2月发现了希格斯玻色子衰变为两个轻子(带相反电荷的电子或缪子对)和一个光子——“达利兹衰变”的首个证据 , 有助科学家发现新物理学 。
3月 , 该中心的ALPHA合作组首次用激光冷却技术成功冷却了反氢原子 , 为更精确测量反氢内部结构及其在引力作用下的行为奠定了基础 。 将这些测量结果与氢原子比较 , 可以揭示物质原子和反物质原子之间的差异 , 为反物质研究带来新视角 。 该中心的大型强子对撞机(LHC)发现了4种全新的粒子 , 它们是4种不同的四夸克态 。 迄今为止 , LHC共发现59种新强子 。
6月 , 该中心利用LHC重现了宇宙大爆炸第一个0.000001秒内存在的唯一物质夸克—胶子等离子体(QGP) 。 研究发现 , 夸克—胶子等离子体具有光滑柔软的质地 , 这与此前的预测以及所知道的任何其他物质都不同 。
相关研究示意图 。 图片来源:每日科学网
7月 , 该中心大型强子对撞机底夸克(LHCb)实验团队发现了一种新物质粒子Tcc+ , 这个4夸克粒子是一种奇异强子 , 是迄今最“长寿”的奇异物质粒子 , 也是首个包含2个重夸克和2个轻反夸克的粒子 , 由2个粲夸克和1个反上夸克、1个反下夸克组成 。 这一发现有助对标准模型理论开展测试并揭示新现象 。
12月 , 在LHC的新探测器进行试运行时探测到中微子 , 这是首次在粒子加速器内部发现中微子 。
乌克兰Ukraine 发明基于超材料的射频检测器
新不透明闪烁介质能检测粒子
2021年3月 , 乌克兰科学院放射物理与电子研究所发明了一种基于超材料的射频非接触式检测器 , 可用于检测乙醇水溶液中是否含有甲醇 。 研究人员使用所谓的超材料作为探测器 , 将装有被研究液体的容器置于金属间膜附近并激发其共振场 , 使用电动力学公式描述相应的相互作用 。 这意味着 , 如果特性未知的天然物质与特性已知的超材料发生电磁接触 , 就能够通过标准微波技术和设备记录超材料的特性来识别特性未知的天然物质 , 这一方法目前尽管还处于实验室阶段 , 但被认为应用前景广阔 。
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