《物理评论A》

量子均质化的相干和非相干模型比较

英国牛津大学的Anna Beever团队对量子均质化的相干和非相干模型进行了比较。近日，相关研究成果发表于《物理评论A》。

研究人员探讨了量子干涉在量子均质器中的功能，其中量子均质器的收敛特性模拟了一个热化过程。在原始的量子均质器协议中，系统量子比特通过部分交换相互作用收敛至相同的存储量子比特状态，进而允许存储量子比特之间发生干涉。

研究人员设计了一种替代性的非相干量子均质器，该均质器中的每个系统-储室相互作用均通过受控交换相互作用的控制量子比特来调节。研究证明，这种非相干均质器满足均质化的基本要求，能够将量子比特从任意状态以任意精度转换为任何其他状态，同时对存储量子比特的状态影响微乎其微。

研究表明，均质化机器的收敛特性对于模拟热化过程至关重要，且这一特性并不依赖于均质器协议中量子比特之间的相干性。研究人员推导了重复使用均质器执行状态转换所需资源的界限，表明这两种均质器对于任意数量的均质化操作都是通用的，只是资源成本不同。

相关论文信息：

https://doi.org/10.1103/PhysRevA.110.012464

《国家科学院院刊》

实验模拟早期地球雷电引发的电化学

美国哈佛大学James G. Anderson、Dimitar D. Sasselov和George M. Whitesides研究团队实验模拟了早期地球上闪电引起的电化学。相关研究成果近日发表于美国《国家科学院院刊》。

为验证非生物地球及其惰性大气可以形成化学反应性含碳和含氮化合物的假设，研究团队设计了一种等离子体电化学装置，以模拟早期地球稳态条件下的闪电诱导电化学。

实验显示，在空气-水-地面界面上的气隙电化学反应产生了显著的产量，每摩尔传输的电子中有多达40摩尔的二氧化碳被还原成一氧化碳和甲酸，3摩尔的气态氮被固定成硝酸盐、亚硝酸盐和铵离子。界面使得可能存在于陆地、湖泊和海洋中的反应物（如矿物质）能够参与自由基和氧化还原反应，与仅气相反应相比，可产生更高的收率。云对地面的雷击可能在局部产生高浓度的活性分子，为早期生命的出现和在全球的生存提供了多样化的原料。

相关论文信息：

https://doi.org/10.1073/pnas.2400819121