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研究报告:11月29日

更精确的GPS替代方案;移动的声子传输,存储更多的量子位;漩涡磁记忆- skyrmions发现更有效。

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地球上,更精确的GPS

一种基于地面的全球导航卫星系统(GNSS)的新想法,可以在地面上使用非常精确的国家原子钟,帮助城市环境中的自动驾驶汽车到达它们要去的地方。代尔夫特理工大学(TU Delft)、阿姆斯特丹自由大学和VSL的研究人员已经建立了一种混合光-无线移动网络基础设施的原型SuperGPS它可以使用一个国家的原子钟精确地广播信息。研究人员在几条街道上的原型系统中测试了这一想法,结果显示精度在10厘米以内。4英寸)。

VSL的Erik Dierikx在一份报告中说:“我们已经在研究通过电信网络将我们的原子钟产生的国家时间分配给其他地方用户的技术。新闻报告.“有了这些技术,我们可以把网络变成一个全国性的分布式原子钟——有很多新的应用,比如通过移动网络进行非常精确的定位。通过我们现在演示的光学-无线混合系统,原则上任何人都可以无线访问VSL生产的国家时间。它基本上形成了一个非常精确的无线电时钟,精确到十亿分之一秒。”

代尔夫特理工大学/Stephan Timmers

原子钟使超级gps系统保持准确。来源:代尔夫特理工大学/Stephan Timmers

大多数GNSS星座向地面接收器广播,需要卫星的清晰天空视图,这在城市环境中更加困难。接收机也容易出现错误,由于多路径传播还有天空的遮挡。

该系统可用于自动驾驶汽车、量子通信和下一代移动通信系统,根据研究人员。这项研究发表在大自然。DOI: 10.1038 / s41586 - 022 - 05315 - 7

移动声子传输和存储量子比特

同样来自代尔夫特理工大学,Gröblacher实验室的物理学家测试发现在硅量子芯片上使用移动声子(机械振动产生的波包)可以作为连接不同量子设备类型和量子位的网络。声子有望在量子计算中发挥作用,因为它们可以与光子或电子耦合,而且它们很小,移动相对缓慢。研究人员Simon Gröblacher和第一合著者Amirparsa Zivari和Niccolò Fiaschi发现,他们可以在声子和另一个粒子之间创造一种移动纠缠。“量子纠缠是量子信息和通信的主要资源,”Zivari告诉代尔夫特理工大学新闻办公室。“我们在芯片上创建了一个移动纠缠态,这对于连接两个量子位非常有用。但我们也证明了通过芯片的声子与光子纠缠在一起,光子是轻粒子。我们可以利用这些光子远距离传输信息,这意味着信息不仅存储在我们的芯片上,原则上我们还可以通过光纤将其发送到另一个城市。”与之前的实验相比,该团队能够以更可控的方式管理声子的路径,这意味着声子可以用于传输和存储量子位。研究结果发表在科学.DOI: 10.1126 / sciadv.add281

未来磁漩涡存储器节省电力

美国能源部阿贡国家实验室的科学家们说正在研究skyrmions——微小的磁涡——观察它们在不同条件下(包括温度变化)是如何运作的。Skyrmions是由某些二维材料中的电子自旋产生的,它可能是存储器中条形磁铁的一种节能替代品。麻省理工学院也在看skyrmions用于数据存储。使用为高倍电子显微镜设计的人工智能程序,可以在非常低的温度下可视化样品中的skyrmions。美国能源部的科学家们发现,在他们的磁性材料样本中,铁、锗和碲的混合物,在零下60华氏度及以上的温度下,skyrmions有一个有序的模式。在零下60度下,模式是无序的,在零下270华氏度达到完全无序。当温度上升到零下60度以上时,这种有序模式又恢复了。有序-无序转换可以在将来用于记忆。在阿贡材料科学部工作的西北大学研究生亚瑟·麦克雷说:“我们估计,skyrmion的能源效率可能比目前用于研究的高性能计算机的内存高出100到1000倍。”



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