局部气泡扩张驱动太阳附近恒星形成

几十年来，科学家已经知道太阳位于一个局部气泡内，即一个由低密度、高温等离子体构成的空腔，周围环绕着一层寒冷的中性气体和尘埃。然而，由于局部星际介质模型分辨率低，这个外壳的精确形状和范围、形成的动力和时间尺度以及它与附近恒星形成的关联仍不确定。

研究组利用新的空间和动力学约束，对太阳200pc范围内致密气体和年轻恒星的三维位置、形状和运动进行了分析。他们发现，太阳附近几乎所有的恒星形成复合体都位于局部气泡的表面，它们的年轻恒星主要垂直于气泡表面向外扩张。

对这些年轻恒星轨迹的追踪支持了这样一种说法，即局部气泡起源于大约1400万年前发生在气泡中心附近的恒星诞生和死亡（超新星）的爆发。超新星产生的局部气泡膨胀将周围的星际介质卷起，形成一个扩张的外壳，该外壳现已碎裂并坍缩成附近最明显的分子云，从而为超新星驱动恒星形成理论提供了强有力的观测支持。

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https://doi.org/10.1038/s41586-021-04286-5

超越表面码阈值的自旋比特量子逻辑

量子比特的高保真控制对于量子算法的可靠执行和实现容错（纠正错误的速度快于错误发生的速度）至关重要。容错的核心要求用错误阈值表示。然而实际阈值取决于许多细节，一个常见目标是约1%误差阈值的表面码。

两比特门保真度超过99%一直是半导体自旋量子比特的主要目标。由于可以利用先进的半导体技术，这些量子比特有望扩展。

研究组报道了一种基于自旋的硅量子处理器，其单比特门和两比特门保真度都高于99.5%，通过门集断层扫描进行验证。当包含相邻量子比特的串扰和空转误差时，平均单比特门保真度仍保持在99%以上。

通过这个高保真门集，研究组使用变分量子本征求解器算法完成了计算分子基态能量的艰巨任务。半导体量子比特超越了两比特门保真度99%的阈值，身处高噪声的中等规模量子器件时代，在容错和可能的应用方面已争取到一席之地。

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https://doi.org/10.1038/s41586-021-04273-w

21世纪斯瓦尔巴群岛冰川质量损失将翻倍

冰川和冰盖的融化导致的海平面上升约占目前海平面上升的1/3，超过了体积更大的格陵兰岛或南极冰原所造成的损失。北极斯瓦尔巴群岛的空间气候梯度比下个世纪预测的现世气候变化要大，它是一个自然实验室，用于限制冰川的气候敏感性并预测其对未来变暖的反应。

研究组将历史冰川和现代冰川的观测联系起来，预测21世纪冰川变薄的速度将是1936~2010年的两倍多。利用1936和1938年的历史航拍图像存档，他们通过运动结构摄影测量法重建了斯瓦尔巴群岛上1594条冰川的三维几何形状。

研究组将这些重建数据与现代冰川海拔数据进行比较，得出了70多年时间跨度内质量平衡的空间模式，使人们能够通过年际和年代际变化的噪声，来量化诸如温度和降水等变量如何控制冰川的损失。

研究组发现融化速率对温度有很强的依赖性，即平均夏季温度每升高1℃，面积归一化质量平衡每年减少0.28m的水当量。最后，研究组设计了一个时空替代方案，将他们的历史冰川观测与气候预测相结合，并对斯瓦尔巴群岛的21世纪冰川变化做出一级预测。

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https://doi.org/10.1038/s41586-021-04314-4

（未玖编译）