自然杂志最新研究

由美国陆军和空军资助的联合研究人员已经朝着构建容错量子计算机迈出了一步，该计算机可以提供更强的数据处理能力。 量子计算在促进材料发现、人工智能、生物化学工程等许多其他学科方面潜力无限，然而，由于量子计算机的基本构造模块——量子位本身就很脆弱，量子计算的一个长期障碍是有效地实现量子误差修正。 马萨诸塞大学阿默斯特分校(University of Massachusetts Amherst)的研究人员发现了一种方法，可以保护量子信息不受超导系统中常见误差源的影响。超导系统是实现大规模量子计算机的主要平台之一。这项发表在《自然》杂志上的研究，实现了一种自动纠正量子误差的新方法。 ARO是美国陆军作战能力发展司令部(DEVCOM，陆军研究实验室)的一个组成部分。作为空军研究实验室的一部分，AFOSR为空军和太空部队的基础研究提供支持。 “这是一个非常激动人心的成就，不仅因为团队能够演示基本误差修正概念，还因为结果显示，整个方法以资源效率高方式实现。” ARO量子信息科学项目经理Sara Gamble说，“随着量子计算系统的规模扩大到陆军相关应用所需的规模，效率变得越来越重要。” 今天的计算机是由代表经典位的晶体管组成的，要么是1，要么是0。量子计算是一种使用量子位或量子比特进行计算的新范式，利用量子叠加和纠缠可以获得指数级的处理能力。 现有的量子纠错演示是活跃的，这意味着它们需要定期检查错误并立即修复它们。这就需要硬件资源，从而阻碍了量子计算机的扩展。 相反，研究人员的实验通过调整量子比特所经历的摩擦或耗散来实现被动量子误差修正。由于摩擦通常被认为是量子相干性的克星，这个结果可能显得令人惊讶。诀窍在于耗散必须以量子的方式来设计。 这种一般的策略在理论上已经有20年的 历史 了，但如何获得这种耗散并将其用于量子误差修正一直是一个挑战。 AFOSR的量子信息科学项目官员格蕾丝·梅特卡夫(Grace Metcalfe)博士说，“展示这些非传统的方法有望激发出更聪明的想法，来克服量子科学中一些最具挑战性的问题。” 展望未来，研究人员表示，这意味着可能有更多的途径来保护量子比特不受错误的影响，而且成本更低。 “尽管我们的实验仍是一个相当初级的论证，但我们最终实现了耗散QEC的这种反直觉的理论可能性。”马萨诸塞大学阿默斯特分校的物理学家Chen Wang博士说。“从中长期来看，这项实验为建造一种实用的容错量子计算机提供了可能性。” 译/前瞻经济学人APP资讯组 参考资料：

这两天，在《自然》杂志上的一篇学术研究文章引发了热议，文章标题为《The 2,000 stars where aliens would catch a glimpse of Earth》，翻译成中文大概意思就是《外星人可以在2000颗恒星上观察地球》，看到这我第一反应是标题党、营销号终于登陆国外学术期刊了，我很欣慰。 先不说这个文章写的是啥，类似的题目，像什么“地球监狱”、“人类圈养”、“外星人监视”等话题，早都被国内的营销号做的烂大街了，没想到还有热度，我也是服了。 言归正传，我们来说说这篇学术文章里的新发现。事情是这样的，西班牙《世界报》网站在6月23日报道中表示，在寻找外星生命的过程中，科学家一直专注于寻找可能有条件容纳生物的星球。 但有一组研究人员改变了角度，并提出了另一个问题：谁能找到我们？从宇宙的哪些地方可以看到地球？同一天，英国《自然》杂志上的一项研究公布了答案，也就是前面提到的那篇文章。 文章内容大概就是说，在过去5000年中，从1715个恒星系上可看见地球，其中有29颗行星可能宜居，如果有外星人的话，并且拥有相关技术，他们将能够看到地球并接收我们发送的无线电信号。 我们都知道银河系里有非常多的恒星，太阳只是其中的一颗，恒星会有恒星系，恒星系里边还有行星，但是处在宜居带的行星却并不多。 宜居带是指一颗恒星周围的一定距离范围，在这一范围内水可以以液态形式存在，由于液态水被科学家们认为是生命生存所不可缺少的元素，因此如果一颗行星恰好落在这一范围内，那么它就被认为有更大的机会拥有生命或至少拥有生命可以生存的环境。 文章中所提到的29颗处在宜居带的行星，是科学家使用了欧洲航天局“盖亚”卫星观测了2034个相对较近的恒星系，然后找到的。 这些恒星系与地球的最大距离为326光年，从这些恒星上可以看到地球，或者在未来的时间内看到地球。上述1715个恒星系可以在过去5000年中看到地球，还有319个恒星系将在未来5000年看到地球，其中几个星系有类地行星。 科学家又分析了这2034个恒星系统中，它们上下各5000年期间曾经、正在或将要进入地球凌日带的恒星系数量，其中117个距离地球100光年，75个处于能够探测到地球生命的位置。 文章重点就是这29颗处在宜居带的行星，因为处在宜居带，就表示它们可能会有生命迹象。其实探测地外行星并不像想象中那么容易，恒星本身发光，比较好观测，但行星要暗淡很多，并不好探测，所以这次的发现还是值得肯定的，并且也是此次科研探测最重要的成果。 看完文章你应该恍然大悟了，根本就和外星人没有半毛钱关系，纯属是为了吸引眼球而已。就这么点事，但换个牛X的标题，效果就不一样了。