양자 재료에서 활성 궤도의 직접 이미지 처리

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최양숙 - 젊은날의 그사람

 

 

.양자 재료에서 활성 궤도의 직접 이미지 처리

Ingrid Fadelli, Phys.org 신용 : Yavas 외.2019 년 4 월 17 일 기능

전이 금속, 희토류 및 악티늄 원소를 기반으로하는 양자 재료에서 전자 상태는 궤도 d와 f의 전자와 고체의 강한 밴드 형성을 특징으로합니다. 지금까지 이러한 물질의 기초 상태에 기여하고 물리적 특성을 결정하는 특정 궤도를 추정하기 위해 연구자는 주로 이론적 인 계산과 분광법에 의존했습니다. Nature Physics에 발표 된 최근 의 연구에서, Max Planck Institute Dresden, Heidelberg University, Cologne 대학 및 DESY-Hamburg의 연구원 팀은 어떠한 모델링도없이 실제 공간에서 직접 물질의 활성 궤도를 이미지화하려고 시도했습니다. 그들이 고안 한 영상 기법은 s- 코어 레벨과 비 공진 비탄성 X 선 산란에 기반을두고 있습니다. 연구를 수행 한 연구자 중 한 명 인 하오 j (Hao Tjeng)은 Phys.org에 "우리는 물질이 어떻게 그 특성을 얻는 지에 관심이있다. "우리는 물질에서 전자의 거동을 토대로 이들이 어떻게 설명 될 수 있는지 알고 싶다. 전이 금속 (3d, 4d, 5d)과 희토류 - 기반 (4f) 물질에 주로 관심이있다. 근본적인 과학 및 기타 수많은 응용 분야에 중요한 매혹적인 조정 가능한 특성을 풍부하게 제공합니다. " 처음 연구를 시작했을 때 Tjeng과 그의 동료들은 관련 계산에 무한한 시간이 걸리기 때문에 해결해야 할 양자 역학 방정식을 풀 수 없다는 것을 알고있었습니다. 따라서 실제 실험에서 궤도를 이미지화하는 것이 훨씬 더 실용적이고 유용하다는 것을 깨달았습니다. "일반적으로 어떤 유형의 양자 역학 상태가 물질에서 실현되는지 판단하기 위해 분광 측정을 수행합니다."라고 Tjeng은 설명했다. "이것들은 장점이 있지만 그 한계가 있습니다 : 정보를 추출하기 위해 여전히 계산을해야하며 결과가 정확하지 않거나 신뢰할 수없는 경우가 있습니다. 따라서 우리는 양자의 직접 이미지를 제공 할 수있는 새로운 방법을 찾고있었습니다 Maurits Haverkort와 저는 비 탄력적 인 X 선 산란이 그러한 기회를 제공 할 수 있음을 깨달았습니다. " 연구진은 X 선 및 큰 운동량 전달을 사용하여 X 선 또는 광 흡수 분광기와 같은 표준 실험에서 금지 된 샘플의 원자 전이 현상을 관찰 할 수있었습니다. Haverkort와 Tjeng은 구형 원자 상태 (예 : 3s)에서 광자 운동량 전달과 관련하여 3d 궤도의 모양을 얻을 수 있다는 것을 깨달았습니다.

신용 : Yavas 외.

"처음에는이 모든 것이 이론이었습니다."라고 Tjeng은 말했습니다. "우리는 PETRA-III 싱크로트론 시설에 기존의 장비를 투자하고 업그레이드하는 실험을 시작하여 충분한 신호를 얻기 위해 광자에 대한 굶주린 실험을 고려한 결과에 착수했다. 우리가 상상 한 결과와 신호를 관찰하십시오. " 그들의 실험에서 Tjeng의 동료들은 싱크로트론 방사를 '언듈 레이터 (undulator)'빔라인으로 사용하여 높은 강도의 단색 x- 선을 전달했습니다. 그들은 X 선빔을 샘플, 특히 단결정으로 향하게했다 . 그 다음에는 산란 된 엑스레이를 감지하고 분석했습니다. "이동 된 광자 - 운동량과 관련하여 샘플의 방향에 따라 특정 원자 프로세스 (이 경우에는 '3s-to-3d excitation ')의 강도를 관찰하고이 강도를 극지방에 표시함으로써 플롯에서 우리는 3d 궤도의 직접적인 이미지를 얻었습니다. "Tjeng이 말했다. 그들의 연구에서 Tjeng과 그의 동료들은 그들에 의해 제안 된 이미징 기술의 효율성과 정확성면에서 효과를 입증 할 수있었습니다. 그들은 성공적으로 그들의 방법을 교과서의 예인 NiO 단결정에서 Ni 2+ 이온 의 x 2 y 2 / 3z 2 -r 2 궤도에 적용했다 . "물질에서 활성 인 궤도를 직접 이미지화 할 수있게 됨으로써 우리는 물질의 특성을 담당하는 전자의 거동에 대해보다 정확하고 정확한 통찰력을 갖게 될 것"이라고 Tjeng은 말했다. 이는 물리 및 화학 연구 커뮤니티 모두에서 매우 필요로하는 새롭거나 최적화 된 특성을 가진 신소재 설계에 특히 중요합니다. " Tjeng과 그의 동료들은 궁극적으로 물리학과 화학에서의 연구를 향상시킬 수 있는 양자 물질 에서 궤도를 연구하는 현재의 방법에 대한 유형적이고 효율적인 대안을 제시했다 . 미래의 작업에서 그들은 다른 복잡한 재료를 연구하기 위해 그들의 기술을 사용할 계획입니다. 또한, 그들의 방법으로 사용되는 장치와 도구를 개선하여 단결정 x- 선 또는 중성자 회절 측정과 같은 표준 측정 원이 될 수 있습니다.

추가 탐색 양자 물리학을위한 첫 번째 연구 : 다이아몬드로 조작 된 전자 오비탈 추가 정보 : Hasan Yavaş 외. 양자 물질에서의 궤도의 직접 영상, Nature Physics (2019). DOI : 10.1038 / s41567-019-0471-2 저널 정보 : 자연 물리학

https://phys.org/news/2019-04-imaging-orbitals-quantum-materials.html

 

.CRISPR 기본 편집자는 광범위한 오프 - 타겟 RNA 편집을 유도 할 수 있습니다

에 의해 매사추세츠 종합 병원 크레딧 : CC0 공개 도메인, 2019 년 4 월 17 일

Massachusetts General Hospital (MGH) 연구팀은 최근 개발 된 CRISPR 기반 편집자들 중 하나가 단일 DNA 염기에서 표적화 된 변화를 일으키며, 표적 DNA를 넘어서서 RNA에서 광범위한 표적 효과를 유도 할 수 있다고보고했다. Nature의 온라인 사전 간행물을받는 보고서 에는 RNA 편집의 발생 빈도를 크게 줄이면서 동시에 대상 DNA 편집의 정밀도를 높이는 엔지니어링 변형 기본 편집기에 대해서도 설명 되어 있습니다. "오프 - 타겟 기본 편집에 대한 대부분의 연구는 DNA에 초점을 맞추었지만 우리는이 기술이 많은 RNA 변형을 유도 할 수 있음을 발견했다"고 MGH Department의 J. Keith Joung, MD 박사는 말했다. Nature 보고서 의 병리학 및 수석 저자 . "이 놀라운 결과는 세포에서 염기 편집자의 의도하지 않은 표적 효과를 고려할 때 단순히 유전자 변형 이상을 관찰 할 필요가 있음을 시사하며 또한 표적 RNA 편집을 선택적으로 줄이는 변형체를 만들어 이러한 효과를 줄이는 가능성을 보여준다 목표 한 온 - 타겟 DNA 활동. " CRISPR-base 유전자 편집 뉴 커라 아제는 유전자 변형을하기 위해 표적화 된 이중 가닥 DNA 절단을 유도하는 반면, CRISPR 염기 편집자는 그러한 단절을 유도하지 않고 DNA 가닥의 단일 뉴클레오타이드를 변경할 수 있습니다. CRISPR-Cas 핵산 분해 효소는 가위와 비교 될 수 있다고 Joung은 설명한다. 기본 편집자는 연필과 비교 될 수있다. 표적 부위에 대한 안내를 위해 수정 된 형태의 CRISPR-Cas를 사용하는 융합 단백질은 데 아미나 제 (deaminase)라고 불리는 효소를 이용하여 특정 뉴클레오타이드를 변형시킴으로써 특정 DNA 변형을 유도 할 수있는 변화를 일으킨다. 예를 들면, 시토신을 티민 . 대부분의 연구자들은 기본 편집자의 DNA 편집 활동에 초점을 맞추었지만 가장 일반적으로 사용되는 시토신 - 투 - 티민 편집자의 데 아미나 제는 원래 RNA를 수정하는 능력으로 확인되었습니다. 이것은 MGH 팀이 오프 - 타겟 RNA 효과를 유도 할 수 있는지 조사하도록 이끌었다. 간 및 배아 신장 세포주에서 실험 한 결과, 일반적으로 사용 된 기본 편집기는 표적 DNA 사이트에서 효율적으로 편집을 유도했지만, transcriptome 전체에 걸쳐 수만 가지의 시토신 - 우라실 편집이 가능하다는 것을 보여주었습니다. 세포에서 전사 RNA의 범위. 그들은 새로운 아데닌 표적으로하는 기초 편집자 중 하나를 시험 할 때 유사한 결과를 발견했다. 불필요한 RNA 편집을 줄이거 나 제거 할 가능성을 조사하기 위해 MGH 팀은 deaminase 효소의 조작 된 버전으로 16 명의 편집자를 스크리닝하여 RNA 편집을 현저히 감소시키면서 목표 DNA 효과를 유도하는 데 원본 버전만큼 효율적 인 2 개를 확인했습니다. 사실, 이러한 SECURE (원하지 않는 RNA 편집의 선택적인 억제) 변형은 원하는 DNA 편집을 유도 할 때 변경되지 않은 데 아미나 제보다 훨씬 정확했습니다. MGH 분자 병리학과 하버드 의과 대학의 Julian Grünewald 박사는 "우리는 수십만 번의 RNA 편집과 두 가지 기본 편집자에서 관찰 된 이러한 변경의 빈도에 상당히 놀랐다. "우리는 SECURE 기본 편집기 변형을 사용하여 이러한 원치 않는 RNA 편집을 크게 줄일 수 있다는 것을 알게되어 기뻤습니다." Joung은 이러한 RNA 효과가 CRISPR 기반 편집의 실험적 및 임상 적 응용에 미칠 수있는 잠재적 영향을 조사하는 것이 그의 팀이 수행하는 중요한 다음 단계라고 지적했다. 우리가 연구 한 광범위하게 사용되는 시토신 기본 편집기는 하나의 인간 세포주에서 발현 될 때 세포 생존 능력에 약간의 영향을 미치지 만 SECURE 변형체는 그렇지 않다는 것을 보여 주었다. 연구 응용에있어서, 기초 편집자를 사용하는 과학자들은 잠재적 인 RNA를 설명 할 필요가있다 치료 효과의 응용을 위해서 우리의 결과는 가능한 한 최단 시간으로 기본 편집자 표현의 기간을 제한하고 안전 평가에서 이러한 영향의 잠재적 영향을 최소화하고 설명하는 중요성을 더욱 강조한다고 주장했다. 하버드 의과 대학의 병리학 교수 인 Joung은 다음과 같이 덧붙입니다. "진행중인 또 다른 중요한 분야는 이러한 원치 않는 off-target RNA 편집을 최소화하기위한 우리의 노력을 확대하는 것입니다. 우리는 현재 SECURE 아데닌 염기 편집자를 설계하고 off-target RNA 우리가 조사한 편집자보다 다른 디아 미나 제 효소를 사용하는 시토신 염기 편집자의 효과를 연구 및 치료 응용 분야 모두에 사용할 수있는 RNA 편집 활동이 최소화 된 기본 편집기 세트를 만드는 것이 목표 "라고 말했다. SECURE 변이체 기본 편집자를 암호화 하는 플라스미드는 http://www.addgene.org/crispr-cas 의 플라스미드 저장소 Addgene에서 구할 수 있습니다 .

추가 탐색 연구원은 시토신 염기 편집으로 인한 예상치 못한 게놈 범위 외의 표적 돌연변이를 밝힙니다 자세한 정보 : CRISPR 유도 DNA 염기 편집자 Nature (2019) 에 의해 유도 된 Transcriptome-off-target RNA 편집 . DOI : 10.1038 / s41586-019-1161-z , https://www.nature.com/articles/s41586-019-1161-z 저널 정보 : 자연 에 의해 제공 매사추세츠 종합 병원

https://phys.org/news/2019-04-crispr-base-editors-wide-ranging-off-target.html

 

 

.번개가 자주 두 번 치는 이유 : 연구에 의해 양극 충전 낙뢰 리더에서 바늘과 같은 구조가 드러남

에 의해 흐로 닝언 대학 추가 번개 섬광이있는 Exloo, 네덜란드 근처의 LOFAR 전파 망원경 코어 안테나 필드의 합성 사진. 크레디트 : Danielle Futselaar, artsource.nl, 2019 년 4 월 17 일

일반적인 믿음과 달리 번개는 종종 두 번 치는 경우가 있지만 번개 채널을 '재사용'하는 이유는 여전히 수수께끼로 남아 있습니다. 이제 그로 닝겐 대학교 (University of Groningen)가 이끄는 국제 연구팀은 LOFAR 전파 망원경을 사용하여 전례없는 세부적인 번개 섬광 개발을 연구했습니다. 결과는 4 월 18 일 Science journal Nature 에 발표되었습니다 . 팀은 LOFAR 전파 망원경을 사용하여 전례없는 세부적인 번개 섬광 개발을 연구했습니다 . 그들의 연구는 뇌운 내부 의 음전하 가 단일 플래시로 모두 방전되는 것은 아니지만 연구원이 주사 바늘이라고 부르는 구조에서 방해가 될 때 리더 채널 옆에 부분적으로 저장되어 있음을 보여줍니다. 이로 인해 땅에 반복적으로 방전 될 수 있습니다 . 바늘 KVI-KART 연구소의 물리학 교수 인 올라프 숄텐 (Olaf Scholten)은 "이 발견은 구름이 한 부분에서 다른 부분으로 직접 플라즈마 채널을 따라 흐르는 현재 그림과 매우 대조적이다. 흐로 닝언 대학. LOFAR의 "최고의 기능"이전에 바늘을 관찰하는 것은 결코 가능하지 않았다고 그의 동료 인 Brian Hare 박사가 덧붙였다. "이 바늘은 100m 길이와 5m 미만의 지름을 가질 수 있으며 다른 번개 감지 시스템에 비해 너무 작고 너무 짧습니다."

https://3c1703fe8d.site.internapcdn.net/newman/gfx/video/2019/1-whylightning.mp4

비디오는 양극으로 충전 된 채널을 확대하여 보여줍니다. 실시간으로 개발은 0.1 초 밖에 걸리지 않으며 약 400 미터의 거리에 걸쳐 있습니다. 처음에는 채널을 따라 거의 활동하지 않습니다. 거의 볼 수 없습니다. 단지 0:10 초에 바늘이 생기는 것을 볼 수 있습니다. 하나의 특히 큰 바늘은 빨간색으로 표시됩니다. 번개 채널을 따라 여러 개의 바늘을 볼 수 있으며 빨간색과 같은 여러 번 바늘을 여러 번 켜볼 수 있습니다. 0:20 초에 채널의이 부분에서 활동이 중지되고 채널을 따라 더 먼 지점에 일부 활동이 남아 있습니다. 신용 : Stijn Buitink (브룩, 브뤼셀)와 브라이언 헤어 (그로 닝겐 대학)

저주파 어레이 (LOFAR)는 북유럽에 걸쳐 수천 개의 간단한 안테나로 구성된 네덜란드 전파 망원경입니다. 이 안테나는 광섬유 케이블을 통해 중앙 컴퓨터와 연결되어 단일 실체로 작동 할 수 있습니다. LOFAR는 주로 전파 천문 관측을 위해 개발되었지만 안테나의 주파수 범위는 방전이 VHF (매우 높은 주파수 ) 라디오 대역 에서 파열을 일으켜 번개 연구에 적합합니다 . 현재의 번개 관측을 위해, 과학자들은 3,200 평방 킬로미터의 네덜란드 LOFAR 관측소만을 사용했다. 이 새로운 연구는 30-80 MHz 대역에서 측정 된 원시 시간 추적 (1 나노초까지 정확함)을 분석했습니다. 브라이언 헤어 (Brian Hare)는 다음과 같이 말했습니다 : "이 데이터는 우리가 처음으로 우리가 1 차 과정을 구별 할 수있는 규모로 번개 전파를 감지 할 수있게합니다. 또한 전파의 사용으로 뇌우 내부를 볼 수 있습니다. 상주한다. " 강력한 상승 기류가 큰 적란운 구름에서 일종의 정전기를 생성 할 때 번개가 발생합니다. 클라우드의 일부는 양수로 충전되고 다른 일부는 부정적으로 충전됩니다. 이 전하 분리가 충분히 클 때, 격렬한 방전이 발생합니다. 이러한 방전은 플라즈마로 시작된다. 플라즈마는 전기 전도성이있을 정도로 충분히 뜨거운 이온화 된 공기 영역이다. 이 작은 영역은 몇 킬로미터의 길이에 도달 할 수있는 분기 된 플라즈마 채널로 성장합니다. 플라즈마 채널의 긍정적 인 팁은 구름을 통해 음전하를 수집하며,이 채널은 채널을 통과하여 음의 팁으로 이동하여 전하가 방전됩니다. 큰 VHF 방출은 네거티브 채널의 증가하는 팁에서 생성되는 반면, 포지티브 채널은 팁을 통해서가 아니라 채널을 따라만 방출을 나타내는 것으로 이미 알려져 있습니다.

https://3c1703fe8d.site.internapcdn.net/newman/gfx/video/2019/whylightning.mp4

Enter fullscreen Play 비디오는 슬로우 모션에서의 번개의 발전을 보여줍니다. 실시간으로 지속 시간은 0.2 초 미만이고 끝으로 갈수록 모든 방향으로 약 5 킬로미터가 걸립니다. 밝은 노란색 깜박임은 감지 된 새로운 무선 펄스를 감지하여 빠르게 작은 백색 점으로 이동하여 구조감을 부여합니다. 양극으로 충전 된 번개 채널은 번개 플래시 상단에서 보이고 위쪽으로 자라며 새로 발견 된 바늘로 인해 반짝 거리는 것처럼 보입니다. 깜박임은 0:14에서 0:21 초 사이에 가장 많이 활성화됩니다. 음으로 요금이 부과 된 채널은 아래로 자라며 지속적으로 성장합니다 (반짝이지 않습니다). 하나의 부정적인 채널은 심지어 0:14 초에 땅에 도달합니다. 동영상이 끝날 때까지 여전히 긍정적 인 채널을 따라 약간의 활동이 있습니다. 신용 : Stijn Buitink (VUB,

새로운 알고리즘

과학자들은 LOFAR 데이터를위한 새로운 알고리즘을 개발하여 번개가 두 번 깜박이면 VHF 라디오 방사를 시각화 할 수있었습니다. 안테나 어레이와 모든 데이터에 대한 매우 정확한 타임 스탬프는 전례없는 해상도로 방출 원을 정확히 찾아 낼 수있게 해줍니다. Scholten 교수는 "안테나 밀도가 가장 높은 LOFAR의 코어 영역에 가깝고 공간 정확도는 약 1 미터였습니다. 또한 얻은 데이터는 다른 3 차원 이미징 시스템보다 10 배 더 많은 VHF 소스를 국한 시켰으며 나노초 범위의 시간 분해능을 보였다. 이로 인해 번개 방전의 고해상도 3 차원 이미지가 생성되었습니다. 결과는 바늘이 형성된 위치에서 배출 채널에서의 파손의 발생을 명확하게 보여준다. 이것들은 주 채널에서 음전하를 방전시키는 것으로 보이며, 이후에 다시 구름에 들어가게됩니다. 채널의 요금이 감소하면 휴식이 발생합니다. 그러나 클라우드의 요금이 다시 충분히 높아지면 채널을 통한 흐름이 복원되어 번개가 두 번째로 방전됩니다. 이 메커니즘으로 낙뢰는 동일한 영역에서 반복적으로 발생합니다. Scholten은 "양의 채널을 따라 오는 VHF 방출은 이전에 형성된 측면 채널을 따라 다소 규칙적으로 반복되는 방전에 기인합니다.이 바늘은 펄스 방식으로 전하를 배출하는 것처럼 보입니다." "이 현상은 완전히 새로운 현상"이라고이 논문의 세 번째 저자 인 뉴햄프셔 (New Hampshire) 대학의 Joe Dwyer 교수는 다음과 같이 덧붙입니다. "우리의 새로운 관측 기술은 전에는 볼 수 없었던 번개가 많은 바늘을 보여줍니다 . " 브라이언 헤어 (Brian Hare)는 다음과 같이 결론을 내립니다. "이러한 관찰을 통해 우리는 구름의 일부가 재충전되고 땅에 번개가 몇 번이나 반복 될 수 있음을 알 수 있습니다."

추가 탐색 연구원 구름이 번개 플래시에서 비정상적인 현상을 발견 추가 정보 : 양전하를 띤 번개 지점에서 발견 된 바늘 같은 구조, Nature (2019). DOI : 10.1038 / s41586-019-1086-6 , https://www.nature.com/articles/s41586-019-1086-6 저널 정보 : 자연 제공 : University of Groningen

https://phys.org/news/2019-04-lightning-reveals-needle-like-positively-leaders.html

 

 

.시드니 팀을위한 세계 기록 양자 컴퓨팅 결과

에 의해 시드니의 대학 Nature Electronics 앞 표지, 2019 년 4 월 학점 : Springer Nature / Yang Chih-Hwan

시드니의 나노 연구소 (Nano Institute)와 물리학 대학 (School of Physics)의 양자 물리학 자의 이론적 연구를 통해 양자 컴퓨터의 빌딩 블록 유형 인 반도체 '스핀 큐 비트 (spin qubits)'의 오류를 줄이는 세계 기록이 달성되었다. 뉴 사우스 웨일즈 대학 (University of New South Wales) 엔지니어의 실험 결과에 따르면 오류율은 0.043 %로 다른 모든 스핀 큐 비트보다 낮은 것으로 나타났습니다. 이번 주 시드니와 UNSW 팀의 공동 연구 논문이 Nature Electronics 에 발표 되었으며 4 월 저널의 커버 스토리입니다. "양자 컴퓨터의 오류를 줄이는 것이 유용한 기계로 확장되기 전에 필요합니다."라고 해당 저자 인 Stephen Bartlett 교수는 말했습니다. 그는 "대규모 컴퓨터를 대규모 컴퓨터로 사용할 수있는 능력을 넘어서는 문제를 해결할 수있는 큰 약속을 지킬 수있다"면서 "이는 인류가 화학, 의약품 디자인 및 산업 분야의 문제를 해결하는 데 도움이 될 수있다"고 덧붙였다. 트랩 된 이온, 초전도 루프 또는 광자를 사용하는 것에서부터 많은 종류의 양자 비트 또는 큐 비트가 있습니다. '스핀 큐 비트 (spin qubit)'는 전자와 같은 양자 대상물의 양자화 된 자기 방향을 기반으로 정보를 인코딩하는 양자 비트입니다. 호주 및 시드니는 양자 기술 분야의 글로벌 리더로 부상하고 있습니다. 시드니 퀀텀 아카데미 설립을위한 기금 마련을위한 최근 발표는 시드니에서 세계 최대 규모의 양자 연구 그룹에 기반한 양자 경제를 구축하려는 호주의 커다란 기회를 강조합니다.

Quantum Theory Group의 학생 인 Stephen Bartlett 교수. 학점 : 시드니 대학교

이론없이 연습하지 마라.

최근 양자 컴퓨팅에 대한 많은 관심이 하드웨어 분야에서 발전해 왔지만, 양자 정보 이론의 발전 없이는 이러한 진보가 불가능했습니다. Stephen Bartlett 교수와 Steven Flammia 교수가 이끄는 University of Sydney 양자 이론 그룹은 양자 정보 이론의 세계적 권위자 중 하나로서 전 세계의 엔지니어링 및 실험 팀 이 양자 컴퓨팅 을 보장하는 데 필요한 힘든 물리적 진보를 가능 하게합니다 현실. 시드니 양자 이론 그룹의 연구는 네이처 일렉트로닉스 (Nature Electronics)에 실린 세계 기록에 필수적이었다 . 바틀렛 (Bartlett) 교수는 "오류율이 너무 작기 때문에 UNSW 팀은 오류를 탐지 할 수있는 아주 정교한 방법이 필요했습니다. "이러한 오류율이 낮기 때문에 가끔씩 오류를 표시하기 위해 통계를 수집하기 위해 며칠이나 며칠 동안 데이터를 분석해야했습니다." 바틀렛 (Bartlett) 교수는 일단 오류가 확인되면 특성화, 제거 및 재 특성화가 필요하다고 말했다. 스티브 플램 미아 (Steve Flammia)의 연구팀은 실수를 규명하는 이론의 세계적인 리더이며이 결과를 얻기 위해 사용되었다. Flammia 그룹은 최근 IBM Q 양자 컴퓨터를 사용하여 로직 게이트 또는 스위치의 오류를 감지하고 폐기하기 위해 고안된 코드를 사용하여 양자 컴퓨터의 성능을 처음으로 향상 시켰습니다. UNSW 연구팀을 이끄는 Andrew Dzurak 교수는 "Bartlett와 Flammia 교수 팀과 UNSW의 실리콘 CMOS 큐 비트에서 보이는 오류의 유형을 이해하는 데 도움을주는 것은 매우 소중합니다. "우리의 수석 실험가 인 헨리 양 (Henry Yang)은 99.957 퍼센트의 놀라운 충실도를 달성하기 위해 그들과 긴밀히 협력하여 우리가 현재 세계에서 가장 정확한 반도체 큐 비트를 가지고 있음을 보여주었습니다." 바틀렛 (Bartlett) 교수는 헨리 양 (Henry Yang)의 세계 기록은 오랫동안 지속될 것이라고 말했다. 그는 현재 UNSW 팀과 다른 사람들이 실리콘 CMOS로 2 개의 큐빗 (qubit) 및 상위 레벨 어레이 (higher-level arrays)를 만들기 위해 노력할 것이라고 말했다. 완전하게 작동하는 양자 컴퓨터는 수십억 개가 아니라해도 수백억 개의 큐 비트가 필요합니다. 오류가 낮은 큐 비트를 설계하는 것은 이제 이러한 장치로 확장하는 데 중요한 단계입니다. Raymond Laflamme 교수는 캐나다 워털루 대학교 (University of Waterloo)에서 양자 정보 담당 의장이며이 연구에 관여하지 않았습니다. 그는 "양자 프로세서가 더 많이 보편화됨에 따라 시드니 대학교 (University of Sydney)의 바틀 렛 (Bartlett) 그룹에서 양자 도구를 평가하는 중요한 도구가 개발되었으므로 양자 게이트의 정밀도를 특성화하고 물리학 자들에게 일관성이없는 일관된 오류로 큐 비트에 대한 전례없는 제어가 가능합니다. " 글로벌 영향 공동 대학 시드니 - UNSW 결과는 코펜하겐의 닐스 보어 연구소 (Niels Bohr Institute)의 실험자와 동일한 양자 이론 팀의 논문이 나온 직후에 나온다. 네이처 커뮤니케이션즈 (Nature Communications )에 발표 된 그 결과 는 중개자를 통해 전자 간의 정보 교환을 가능하게하여 스핀 큐 비트 (spin-qubit) 양자 컴퓨터의 스케일 업 아키텍처에 대한 전망을 향상시켰다. 결과는 양자점 사이의 거리가보다 전통적인 마이크로 일렉트로닉스에 통합하기에 충분히 클 수 있기 때문에 중요했습니다. 이 성과는 코펜하겐, 시드니 및 퍼듀 (Purdue)에있는 미국의 물리학 자들에 의한 공동 노력이었다. 바틀 렛 (Bartlett) 교수는 "양자점에 상호 작용을 일으키려면 양자 거리가 엄청나게 가까운 나노 미터가되어야하지만,이 거리에서는 서로 간섭을 일으켜 장치를 조정하여 유용한 계산을 수행하기가 어렵다"고 말했다. 해결책은 얽힌 전자가 전자의 '풀 (pool)'을 통해 정보를 중재하여 멀리 떨어지게하는 것이 었습니다. 그는 "스핀 상호 작용을 허용 할 수 있다면, 양자 아키텍처는 2 차원 레이아웃으로 이동할 수 있습니다."라고 말하면서 "이것은 멀리있는 스핀의 상호 작용을 가능하게하는 큰 중재자 인 버스 같은 것"이라고 말했다. 코펜하겐의 Niels Bohr 연구소의 Ferdinand Kuemmeth 부교수는 "우리는 왼쪽 점과 오른쪽 점 사이의 크고 길쭉한 양자점이 전자를 움직이지 않으면 서 10 억분의 1 초 내에 스핀 상태의 일관된 스왑을 중재한다는 것을 발견했다. 그들의 점에서. 바틀렛 (Bartlett) 교수는 "이론가로서이 결과에 대해 흥미로운 점은 가장 가까운 이웃에 의존하는 큐 비트의 제한된 기하학에서 우리를 자유롭게 해준다는 것이다." 글로벌 참여 사무국 이 실험의 역사는 10 년 전 코펜하겐으로 이사하기 전 하버드 대 공동 저자 인 Charlie Marcus 교수가 이끄는 미국 정보 연구 연구 프로젝트 활동 (IARPA) 프로그램으로 옮겨갔습니다. 바트 렛 (Bartlett) 교수는 "우리 모두 코펜하겐으로 가서이 문제를 해결하기 위해 2018 년에 워크샵을 가졌으며이 논문의 공동 저자 인 토마스 에반스 (Thomas Evans)는 글로벌 참여 사무국 (Office for Global Engagement)에서 2 개월 동안 머물렀다. 다른 프로젝트에서 일하고있는 Arne Grimsmo 박사. " 그는 OGE 기금을 확보 할 때까지 실험과 토론이 진전되었다고 말했다. 그러나 시드니 팀이 코펜하겐으로 가서이 결과에 기반한 차세대 실험을 계획하는 것은이 워크숍 및 자금 지원이었습니다. 바틀렛 (Bartlett) 교수는 "이 방법을 통해 양자점을 조금 더 분리하여 따로 조정하기가 쉬워지고 함께 작동하도록 할 수 있습니다. "이제이 중재자가 생겨서, 우리는이 양자점 쌍들의 2 차원 배열을 계획 할 수있게되었습니다 ."

추가 탐색 장거리 양자 정보 교환 - 나노 수준의 성공 자세한 정보 : CH Yang 외, 펄스 공학, Nature Electronics (2019)을 통해 간섭 성 잡음 한계에 접근하는 실리콘 큐 비트 충실 . DOI : 10.1038 / s41928-019-0234-1 저널 정보 : Nature Communications , Nature Electronics 시드니 대학 제공

https://phys.org/news/2019-04-world-record-quantum-result-sydney-teams.html

 

 

A&B, study(laboratory evolution, mainhotspot project)

B/http://www.mdpi.com/2072-4292/10/8/1261
A/https://www.nature.com/articles/s41598-018-28963-0
https://pr.ibs.re.kr/handle/8788114/5556?mode=full
https://www.nature.com/articles/s41598-018-28963-0