量子模拟中的超经典计算

量子计算机应该能够解决经典计算机无法解决的某些问题。然而，在目前发展阶段，量子计算硬件不完善削弱了这种比较优势。

研究者将量子退火处理器的性能与热门问题的最新经典模拟进行了对比。结果发现，在一系列图拓扑中，量子处理器的性能优于经典模拟。这些结果对经典计算提出了挑战。在过去，经典计算的方法改进曾多次削弱量子优越性相关主张的可信度。

相关论文信息：

https://doi.org/10.1126/science.ado6285

任意子编织与随机电报噪声的量子态观测

寻找任意子、带分数电荷的准粒子和奇异交换统计数据，激发了数十年的凝聚态研究。当环绕的局域准粒子数量发生变化时，量子霍尔干涉仪能够通过离散干涉相位跳跃直接观察任意子编织相位。

研究者通过实时探测三态随机电报噪声（RTN），在ν=1/3和4/3分数量子霍尔态中观察到这种编织相位。他们发现，观察到的RTN源于任意子准粒子数n的波动，并重建了3个相移2π/3的Aharonov-Bohm振荡信号，证实了任意子分数统计特性。该方法可拓展至非阿贝尔任意子研究领域。

相关论文信息：

https://doi.org/10.1126/science.adp5015

药物污染影响大西洋鲑鱼向河流洄游

尽管药物污染的威胁日益严重，但人们对其是否影响以及如何影响野生动物的行为缺乏了解。

研究者通过在大西洋鲑鱼中进行的实验发现，全球检测到的抗焦虑性污染物——氯巴唑仑在暴露于其中的鲑鱼大脑里积累，并影响后者从河流成功迁徙到海洋。与对照组相比，暴露于氯巴唑仑的鲑鱼在迁徙路线上通过两座水电站水坝的速度加快，有更多到达大海。

研究者认为，这种影响可能是由于暴露于氯巴唑仑的鲑鱼改变了游动行为。药物引起的行为改变预计会对野生种群的生态和进化产生广泛影响。

相关论文信息：

https://doi.org/10.1126/science.adp7174

树枝状纳米极设计的超高电容储能

基于介电材料的静电电容器凭借超快充放电能力和稳定性成为能量存储的有力候选。然而，极性区域比例的丧失和高去极化场的产生限制了能量密度进一步提升，且低电场下的循环和温度稳定性也不理想。

研究者提出了一种微观结构策略，即在绝缘体中自组装树枝状纳米极性（DNP）区域。这可以同时增强击穿强度和高场极化能力，并且最小化能量损失，从而显著提升能量存储性能和稳定性。

为了验证这一点，研究者在设计有DNP结构的PbZr0.53Ti0.47O3-MgO薄膜中，在7.4兆伏每厘米的高电场下实现了215.8焦耳每立方厘米的高能量密度，效率为80.7%。研究提出的策略普遍适用于高性能介电微电容器的开发。

相关论文信息：

https://doi.org/10.1126/science.adt2703

（冯维维编译）