潘宁微阱助力量子计算

由于高保真量子门和长相干时间，在射频阱中捕获离子是实现量子计算机的主要方法之一。然而，射频的使用对缩放提出了几个挑战，包括要求芯片与高电压的兼容性、管理功耗以及限制离子的传输和放置。

研究组实现了一个微型制造的潘宁离子阱，通过用3T磁场代替射频场来突破这些限制。他们展示了在该设置下对离子的完全量子控制，以及在芯片上方的捕获平面中任意传输离子的能力。

潘宁微阱方法这一独特功能改进了量子电荷耦合器件架构，提高了连接性和灵活性，助力大规模捕获离子量子计算、量子模拟和量子传感的实现。

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https:/ www.nature.com/articles/s41586-024-07111-x

至少一成恒星显示出吞噬行星的证据

恒星的化学成分可通过吸积行星物质和/或行星形成物而改变，这将从原恒星盘中移除难熔物质。这些“行星特征”表现为元素丰度差异与尘埃凝结温度之间的相关性。然而，由于发生率未知、振幅较小和异质恒星样本的 年龄差异较大，探测这些行星的特征颇具挑战性。

共同诞生，即共生的恒星具有相同的成分，这有助于探测行星特征。虽然此前光谱研究仅限于少数双星，但盖亚卫星有望在确认为共生的共动恒星对中探测行星的恒星化学特征。

研究组用一个明确的选择函数报告了91对共生双星系统的均匀样本的高精度化学丰度，并确定了至少7个吞噬行星的实例，对应于8%的发生率。他们确定了一个独立贝叶斯指标，这一指标可以有效地将行星特征与其他因素，如随机丰度变化和原子扩散区分开来。

该研究提供了行星特征的证据，并通过提供对行星吞噬、形成和演化机制的观测约束，促进了对恒星-行星-化学联系的更深入理解。

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https:// www.nature.com/articles/s41586-024-07091-y

湍流级联引起模式形成

湍流是一种普遍且尺度不变的混沌状态，其特征是从大尺度到小尺度的能量级联，能量级联最终因耗散而停滞。

研究组展示了如何利用这些看似无结构的湍流级联来生成模式。模式形成需要一个波长选择的过程，这通常可追溯到均匀状态的线性不稳定性。与此相反，研究组提出的机制是完全非线性的。它由湍流级联的非耗散停滞而触发：能量在中间尺度堆积，该尺度既不是系统尺度，也不是通常能量耗散的最小尺度。

利用理论和大规模模拟的结合，研究组发现这些级联诱导模式的可调波长可通过称为“奇粘度”的非耗散传输系数来设置，奇粘度在从生物活性到量子系统的手性流体中普遍存在。奇粘度作为一种尺度依赖的类科里奥利力，在小尺度上导致流体二维化，与旋转流体在大尺度上发生二维化相反。

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https:// www.nature.com/articles/s41586-024-07074-z

基于光子芯片的低噪声微波振荡器

许多现代技术都依赖于微波信号的低相位噪声和精确时序稳定性。人们在微波光子学领域已取得了重大进展，利用频率梳对超稳定光基准进行下变频，以产生低噪声微波信号。然而，这样的系统是由块体或光纤构成的，很难进一步减少尺寸和功耗。

在这项工作中，研究组基于集成光子学的进展，通过两点光分频产生低噪声微波来解决这一挑战性问题。将窄线宽自注入锁定集成激光器稳定在一个微型法布里-珀罗腔中，并用高效暗孤子频率梳来划分激光器之间的频率间隙。

微梳稳定输出的光检测产生20GHz的微波信号，在100 Hz偏移频率下相位噪声为-96 dBc Hz-1，在10 kHz偏移频率下降至-135 dBc Hz-1，该值对于集成光子系统而言前所未有。所有光子元件都可以异质集成在单个芯片上，这为光子学在高精度导航、通信和计时系统中的应用奠定了基础。

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https:// www.nature.com/articles/s41586-024-07058-z