Noise, Decoherence,and Parameter Shifts in Silicon-based Qubit Devices

Vortex dynamics in strongly interacting Fermi superfluids

腔量子电能源学首要研究受限光学谐振腔内电磁场的量子涨降与物资系统之间的彼此作用。最近几年来，物理学家正测验考试将这类真空调控手腕引入凝聚态物理范畴，以此来影响以至转变资料的微观属性。六方氮化硼（hBN）因其各向同性的双曲色散性子，被用于构建特定频次的红外电磁谐振腔。其双曲模式激发的光子模式密度加强，刚好与份子超导体κ-ET外部的碳-碳化学键拉伸振动频次相婚配。近期，美国哥伦比亚年夜学D. N. Basov 团队经由过程将hBN笼罩于κ-ET名义并哄骗磁力显微镜探测超导态。正在无内部光子注入的前提下，试验标明电磁零点能涨降转变局域份子振动特征，招致资料的局域超流体密度被按捺约百分之五十。该项研究为调控资料的超导态供给了全新的试验手腕，相干结果颁发于国际权势巨子学术期刊 《天然》[Nature 650, 864 (2026)]。腔量子电能源学是量子光学中的一个重要研究标的目的。Purcell 效应是此中最闻名的一个征象，其展现了一个焦点的物理机制：特定电磁情况（如谐振腔）的存正在可以或许显著转变空间的局域光子模式密度。而这类局域光子模式密度的转变，会极年夜地调控量子辐射体与情况之间的耦合彼此作用，例如转变自觉辐射举动等。

近期，中国迷信技能年夜学潘建伟、戴汉宁、陈宇翱、彭承志等正在光钟研制方面取患上里程碑式进展，胜利将锶原子光晶格钟的波动度以及没有肯定度指标周全冲破10-19量级，至关于300亿年的误差没有凌驾1秒。这一结果标记着我国正在时间紧密丈量范畴的研究程度已跻身国际最前列。光钟作为现今最紧密的时间频次尺度，其焦点正在于哄骗原子外部能级跃迁发生的频次旌旗灯号来界说时间。光钟能供给极高的计时精度，将间接支撑国际单元制中“秒”的从头界说，使寰球时间尺度迈入光学时代，精度较现有微波时间尺度晋升4个数目级。光钟还能为卫星导航、通讯以及紧密丈量等古代科技供给靠得住的时间基准，同时为查验狭义绝对论、探测引力波以及暗物资等物理学根蒂根基研究范畴供给全新的平台。光钟的机能首要由波动度与没有肯定度两年夜焦点指标（均为数值越小则机能越优）权衡：波动度表征时钟输入频次的噪声程度与恒久一致性，决议了丈量成果的紧密性；没有肯定度则量化了时钟频次与宏观粒子能级跃迁固有频次（即相对真值）的毛病水平，决议了丈量成果的可托度。当光钟的波动度与没有肯定度均冲破10-19量级时，将开启一系列重要的前沿使用，例如，完成毫米级重力位与高度紧密丈量，可用于监测地

Quantum information and relativity theory

近期，哈佛年夜学Mikhail Lukin传授团队及其互助者正在量子收集与紧密丈量范畴取患了冲破性进展。该团队哄骗集成正在金刚石纳米腔中的硅空位色心（SiV）量子存储器，正在试验室摹拟的弱相关光源前提下胜利构建了一个新型量子加强干预干与丈量体系。这项事情正在试验室内经由过程引入总长度为1.55千米的光纤验证了高保真非局域相位丈量的可行性，这一长度已到达今朝最早进光学千里镜阵列基线长度的5倍。这不只标记着基于量子收集的漫衍式传感技能迈向实用化，也为将来构建超长基线量子千里镜阵列、完成深空光学探测以及高活络生物显微成像供给了要害的试验依据。相干论文于2月25日以“Entanglement-assisted non-local optical interferometry in a quantum network”为题颁发正在国际权势巨子学术期刊《天然》（Nature）。© Nature冲破经典瓶颈：弱光干预干与的“量子解药”正在天文物理以及生物成像等范畴，光学干预干与丈量是猎取地面间辨别率的焦点手腕。然而，关于强劲的悠远星光，间接干预干与法面对光纤传输中的指数级光子损耗；而采纳当地振荡器（LO）的局域丈量方案正在弱光极限

择要原子核光钟是下一代极高精度时间尺度的无力竞争者，其体系没有肯定度无望落至10-20量级。然而，驱动要害的钍-229核跃迁恒久受困于缺乏高功率谱密度的窄线宽持续光源。为霸占这一物理壁垒，清华年夜学丁世谦团队提出并完成了基于镉蒸汽中共振加强四波混频的试验方案。该安装胜利发生了功率凌驾100nW、相对线宽低至26Hz的持续真空紫外激光，并正在146.97nm至153.7nm完成宽带持续调谐。该研究将光源功率谱密度晋升了五个数目级，可作为相关把持核跃迁的光源，为核钟研制打扫了要害技能停滞，相干结果近期颁发于国际权势巨子学术期刊《天然》[Nature (2026)]。原子核光钟（核钟）正在紧密丈量物理中具备奇特职位地方，是下一代时间频次尺度的重要候选。与基于电子壳层跃迁的光学原子钟相比，原子核的电偶极矩以及磁偶极矩更小，且深埋于电子云外部，对外界电磁场扰动具备自然的高抗滋扰性。实践上，核钟无望完成10-20以至更低的体系没有肯定度，不只可成立更高精度的时间基准，也为查验基本物理常数、探测暗物资、验证尺度模子等前沿研究供给了超高活络度的试验平台。然而，核能级跃迁能量凡是正在MeV量级，远超现有激光才能。

中国科年夜郭光灿院士团队正在碳化硅改性双空位色心电荷态调控的研究中取患了新进展。该团队的李传锋、许金时等研究职员与泰国朱拉隆功年夜学的Wiwittawin Sukmas、Pranut Potiyaraj等人互助，胜利完成了碳化硅改性双空位色心的可逆电荷态调控，并证明了改性双空位色心电离历程的自旋依赖性。这一结果为成长基于自旋—电荷态转换以及光电流探测的碳化硅自旋量子比特读出技能奠基了重要根蒂根基。2月12日，相干结果以“Charge-State Control of Modified Divacancies in Silicon Carbide”为题正在线颁发正在国际出名期刊《Nano Letters》上。固态自旋色心是量子信息处置惩罚范畴的重要平台，普遍使用于单光子源以及自旋量子比特的研究。正在这些使用中，色心电荷态的调控具备相当重要的作用。色心电荷态的改变可能会招致荧光淬灭征象，影响光子发射的波动性；而经由过程将容易退相关的自旋态投影到更为稳健的电荷态中，则无望完成固态色心自旋的单发读取。碳化硅中含有多种自旋色心。研究发明，关于传统的双空位色心，其电荷态可以正在976 nm光的照射下，由中性电荷态（VV

近日，中国迷信技能年夜学郭光灿院士团队史保森传授、张伟研究员、周志远副传授正在长间隔量子收集节点的构建方面取患上重要冲破：该团队哄骗无庞大光学腔的冷原子系综，联合自立研制的高效偏振有关量子频次转换模块，胜利完成了原子与通讯波段光子之间的纠缠，并应用20千米光纤举行了远间隔分发，验证了纠缠保真度年夜于80%。相干结果以“Long-Distance Distribution of Atom-Photon Entanglement Based on a Cavity-Free Cold Atomic Ensemble”为题，于2026年2月6日颁发正在《Physical Review Letters》上。图1.试验安装示用意量子中继器是完成漫衍式量子计较、量子暗码学以及量子传感等将来量子技能的要害，其焦点是可以或许发生、存储并正在远间隔量子节点之间分发量子纠缠。以往的高机能冷原子系综量子中继器年夜多依赖庞大的光学腔布局来加强光与物资的彼此作用，这正在体系扩大以及现实安排中面对紧张应战。针对这一难题，研究团队另辟蹊径，采纳无庞大光学腔的冷原子系综作为量子存储节点，经由过程抉择适合的能级布局、优化磁场节制并晋升光学

中国科年夜郭光灿院士团队正在量子收集焦点器件上取患上重要冲破。该团队李传锋、周宗权研究组基于立异的“阻抗婚配微腔”量子存储架构，研制出效率高达80.3%、体积仅4×10⁻⁵ 妹妹³的固态量子存储器，效率创世界纪录，且体积较现有器件放大上千倍。该结果2月11日颁发正在国际出名学术期刊《天然·光子学》。光量子存储器是构建量子中继以及将来量子互联网的焦点器件，间接决议量子收集的范围与速度。此中，50%的存储效率被称为“非克隆边界”，凌驾这一边界象征着可哄骗的光子多于迷失的光子，是器件迈向现实使用的要害阈值。正在以往研究中，为了完成高存储效率，研究职员广泛依赖增年夜介质尺寸来加强光接收才能，招致器件体积复杂（0.1 妹妹³-10⁴ 妹妹³量级），制约了其范围化集成与使用。面临这一应战，中国科年夜团队独辟蹊径，构建了基于“阻抗婚配微腔”的全新量子存储架构（图1）。研究团队基于掺铕硅酸钇晶体设计了两种新型的微腔加强量子存储器：一种是哄骗激光正在晶体外部镌刻光波导，镀膜造成波导腔；另外一种则将晶体薄膜耦合开放式的光纤微腔。图1：“阻抗婚配微腔”量子存储安装图，左侧为波导腔，右侧为光纤微腔该架构的立异的地方