电子交换介导的核自旋可扩展纠缠

核自旋在量子计算中的应用受限于其难以在远距离原子核间创建真正的量子纠缠。目前半导体中的核纠缠依赖于原子核与共用电子的耦合，这并非一种可扩展的策略。

为此，研究团队实现了在硅器件中相距20纳米以上的两个磷原子核之间双量子位控制的Z逻辑门运算。每个原子结合独立电子，其交换相互作用介导了原子核的双量子位门。

研究团队制备并测量了一个核贝尔态。通过这种方法，未来扩大半导体自旋量子比特的进展可扩展到基于核自旋的量子计算机的开发。

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https://doi.org/10.1126/science.ady3799

悬浮纳米机械振荡器的量子压缩

在基础物理学、传感器和换能器等多个领域，操纵宏观物体在其量子力学不确定性附近的运动一直是研究人员追求的目标。尽管目前研究人员在悬浮固体颗粒的基态冷却方面取得了进展，但实现其非经典态仍是一个难题。

一个研究小组通过快速改变单个纳米粒子的振荡频率演示了其运动状态的量子压缩。他们发现，使用自由膨胀测量，速度方差明显收窄到基态的-4.9±0.1分贝。

该研究表明，悬浮纳米颗粒为研究运动的非经典态提供了理想平台，并为在宏观尺度上开发量子传感器和探索量子力学的应用开辟了一条新途径。

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https://doi.org/10.1126/science.ady4652

地壳应力和破坏在地震周期中的演化

地震通过断层和周围地壳的耦合演化释放出随时间缓慢积累的构造应力。地震波速可以跟踪地壳变形和应力变化，但典型的监测方法仅对浅层敏感。

利用接收器函数，研究团队跟踪了2019年里奇克雷斯特地震序列期间整个地壳破裂带的波速和各向异性变化。浅层同震波速下降在数月内恢复，而更深层的震后波速下降持续数年，未见可测量的恢复。深而持久的波速下降可能反映了震后变形驱动的累积损害，这暗示了两种可能的情况：长期应力演化的缓慢震间恢复，未成熟断裂带的永久变形。这两种情况都会影响地震周期的动力学和能量分配。

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https://doi.org/10.1126/science.adu9116

厄尔尼诺夏季印度季风期间降雨更极端

印度夏季季风期间的极端降雨对该国造成了破坏性和致命性影响。

虽然已知赤道太平洋的厄尔尼诺现象抑制了整个印度的夏季总降雨量，但研究团队分析了1901年至2020年的观测数据，发现它们同时加强了极端日降雨量。

该现象部分归因于对流浮力的极端日值增加。

厄尔尼诺可能会在其他热带地区引发类似的变化，该框架可进一步应用于预测每小时极值变化、其他内部变率模式及气候变化驱动的强迫趋势。

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https://doi.org/10.1126/science.adg5577

（未玖编译）