在基本粒子研究領域,麻省理工學院科學家借助機器學習演算法,通過分析大型強子對撞機(LHC)2018年獲得的130多億次重離子碰撞産生的數據,首次發現了神秘的“X”粒子。美國能源部(DOE)費米國家加速器實驗室對撞機探測器(CDF)合作項目科學家實現了迄今為止對W玻色子品質的最精確測量。波士頓學院團隊發現了被稱為“軸向希格斯模式”的新粒子,這是一種以前無法檢測到的量子激發,也是著名的希格斯玻色子的磁性相對粒子,有助於解釋暗物質。美國國家點火裝置(NIF)有史以來第一次成功在核聚變反應中獲得“凈能量增益”,即産生的能源大於消耗的能源。
在量子領域,美國能源部阿貢國家實驗室和芝加哥大學的科學家實現按需讀出量子位,並將量子態保持完整超過5秒,從而創下新紀錄。微軟Azure量子系統朝著創建拓撲量子位邁出了關鍵一步,其研究人員發現“馬約拉納零模”現象的證據,構建了可擴展的拓撲量子比特,這是其建造通用量子電腦計劃的關鍵,或將為拓撲量子計算鋪平道路。科學家還利用谷歌的“懸鈴木”(Sycamore)處理器對全息蟲洞進行量子“模擬”,這一成果代表著人們距離在實驗室研究量子引力的目標又近了一步。美國亞馬遜雲科技量子網絡中心和哈佛大學的科學家開發出一種新型量子記憶體,能糾錯且壽命或相干時間超過2秒,為創建可擴展的量子網路鋪平了道路。美國研究人員還公佈了一种經典—量子混合演算法,可減少量子比特在處理化學方程式時産生的統計誤差或噪音,這是有史以來在真正的量子設備上進行的最大規模的量子化學計算。