美国马里兰大学研究新型拓扑结构优化光子传输
用于量子模拟和量子传感的量子光学器件，都必须依赖于单光子的可靠传输。每一个光子的传输都很重要，所以尽量减少甚至避免光子发生偏转是至关重要的。美国马里兰大学联合量子研究所（JQI）的研究人员最近展示了一种光子芯片，它能够产生并控制单光子，确保光子即使在任意弯曲的传输通路中也不会产生丢失。图片来源：美国马里兰大学联合量子研究所 借助拓扑序列 联合量子研究所的研究团队展示的芯片是一个砷化镓光子晶体，内嵌砷化铟量子点充当发射器。光子晶体可通过改变其结构中孔的大小、图案以及分布以形成导管来传输和控制光。然而，晶体结构中的任何缺陷都会改变光的预期路径。 研究人员已经克服了这一难题，他们并非通过创造无瑕疵的晶体结构，而是通过改变晶体的拓扑结构，或孔的形状和图案来实现的。研究人员构建了两个由间距不等的三角形孔组成的晶格，因此这种晶体具有不同的带隙。 带隙重叠的两个结构之间的边界能够在沿着边界表面传播的螺旋边缘模式中捕获由量子点发射的......阅读全文
基于简并腔中涡旋光子的拓扑量子模拟实现
中国科学技术大学郭光灿院士团队李传锋、许金时、韩永建等人将携带不同轨道角动量的光子（又称为涡旋光子）束缚在简并光学谐振腔内，通过引入光子的自旋轨道耦合人工合成了一维的拓扑晶格，为拓扑量子模拟开创了一种新的方法。研究成果4月19日发表于《自然-通讯》。实验装置与理论模型示意图：a. 简并光学谐振腔b.
“量子电容”成功读取拓扑量子比特信息
由西班牙国家研究委员会马德里材料科学研究所与荷兰代尔夫特理工大学组成的国际联合研究团队，在拓扑量子计算领域取得重要进展。他们首次利用一种被称为“量子电容”的新技术，成功读取基于马约拉纳模式的拓扑量子比特中的信息，向实现更稳定的量子计算迈出关键一步。相关成果发表于最新一期《自然》杂志。量子计算的核心挑
物理所搭建拓扑量子磁体
拓扑物态具有受保护的拓扑边界模式，对局域扰动展现出鲁棒性，是凝聚态物理和量子信息科学领域的前沿热点课题之一。人工量子系统凭借其结构的可定制性和参数的可调性，已成为研究拓扑物态的重要实验平台。然而，迄今为止，基于人工量子系统的拓扑物态研究集中在无相互作用的系统，而对具有相互作用的多体拓扑物态的量子模拟
物理所搭建拓扑量子磁体
拓扑物态具有受保护的拓扑边界模式，对局域扰动展现出鲁棒性，是凝聚态物理和量子信息科学领域的前沿热点课题之一。人工量子系统凭借其结构的可定制性和参数的可调性，已成为研究拓扑物态的重要实验平台。然而，迄今为止，基于人工量子系统的拓扑物态研究集中在无相互作用的系统，而对具有相互作用的多体拓扑物态的量子模拟
压电效应和拓扑量子相变
近期，美国宾夕法尼亚州立大学刘朝星教授课题组从理论上提出压电响应的突变可以表征一系列二维拓扑相变,从而第1次揭示了压电系数和拓扑相变间的关系。相关成果以“Piezoelectricity and Topological Quantum Phase Transitions in Two-Dime
首次发现新奇拓扑量子态
最新发现与创新 从中国科学院合肥物质科学研究院获悉，该院稳态强磁场中心的郝宁宁研究员课题组，在拓扑新物态研究中取得最新进展，他们发现硫化铁化合物中存在一种交错二聚型反铁磁序，并且这种反铁磁序会调制体系进入一种新的拓扑物态：拓扑晶体反铁磁相。相关研究成果日前相继发表在欧洲物理学会《新物理学杂
光子拓扑自旋态研究新成果拓展光的拓扑学研究范畴
拓扑缺陷在物理学上通常指场分布无法连续形变、物理量无法定义的特殊点，也称为奇点，在涡旋或拓扑结构中普遍存在。拓扑缺陷在宇宙学、流体动力学、空气动力学、声学以及生物学等领域也十分常见，并在某些应用中起着重要作用。 近年来，探索拓扑结构的电磁类比在光学和光子学中引起了极大兴趣。在集成光子学领域，微
光子处理器“点亮”量子计算
科技日报北京6月1日电 （记者张梦然）英国《自然》杂志1日报告的一台量子光子处理器，仅需36微秒即可完成超级计算机需耗时超过9000年才能完成的一项任务。该系统相对过去展示的光子设备有所改进，可能代表了向创造量子计算机迈进的关键一步。 量子设备的一个关键目标是超越经典系统，建立“量子优越性”，但
原子—光子量子操控研究获得进展
华东师大物理系系主任、精密光谱科学与技术国家重点实验室长江学者张卫平领衔的研究团队，在原子—光子量子操控领域取得重要的实验研究进展，最新成果日前发表在美国物理学会杂志《物理评论快报》（Physical Review Letters）上。 该实验研究表明，利用基于拉曼
首个室温拓扑量子模拟器问世
美国伦斯勒理工学院研究人员制造出首个在室温下运行的强光物质相互作用拓扑量子模拟器，其宽度与人类发丝相当。这一装置将帮助物理学家研究物质和光的基本性质，支持从医学到制造业等诸多领域高效激光器的开发。相关论文发表在5月24日的《自然·纳米技术》杂志上。研究人员开发的光子拓扑绝缘体（艺术图）。图片来源：美
中国科大提出拓扑量子催化新概念
原文地址：http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2024/3/518451.shtm
我国学者提出拓扑量子催化新概念
原文地址：http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2024/3/518411.shtm
中国科大提出拓扑量子催化新概念
近日，中国科学技术大学教授曾杰团队和王征飞团队合作，提出拓扑量子催化新概念。研究人员通过巧妙设计，将拓扑量子物态调控方案用于催化实验，为揭示催化反应中拓扑表面态“开关”效应提供了确凿的实验证据。相关成果日前发表于《美国化学会志》。在多相催化中，反应物吸附、电子转移、中间体演变等过程对催化剂的表面环境
多光子非线性量子干涉首次实现
记者16日从中国科学技术大学获悉，该校郭光灿院士团队任希锋研究组与国外同行合作，基于光量子集成芯片，在国际上首次展示了四光子非线性产生过程的干涉。相关成果日前发表在光学权威学术期刊《光学》上。 量子干涉是众多量子应用的基础，特别是近年来基于路径不可区分性产生的非线性干涉过程越来越引起人们的关注
完美单光子源“助力”量子精密测量
中国科学技术大学潘建伟、陆朝阳等与美国普林斯顿大学、德国维尔兹堡大学等科学家合作，在同时具备高纯度、高不可分辨、高效率的单光子源器件上观察到强度压缩，为基于单光子源的量子精密测量奠定了基础。论文以“编辑推荐”形式近日发表于《物理评论快报》。美国物理学会Physics网站以“面向完美的单光子源”为
光子（量子）的主要作用是什么？
光子是传递电磁相互作用的基本粒子，是一种规范玻色子。光子是电磁辐射的载体，而在量子场论中光子被认为是电磁相互作用的媒介子。与大多数基本粒子相比，光子的静止质量为零，这意味着其在真空中的传播速度是光速。与其他量子一样，光子具有波粒二象性：光子能够表现出经典波的折射、干涉、衍射等性质；而光子的粒子性
“超表面”器件能集成光子量子操作
据最新一期《科学》杂志报道，美国哈佛大学研究人员开发出一种新型光学器件，即“超表面”，可在单一的平面上完成复杂量子操作。超表面可同时承担多种传统光学元件功能，解决了光子量子信息处理领域长期存在的体积庞大、组件繁多等扩展性难题，有望推动常温下量子计算和量子网络的实现。光子是光的基本粒子，具有高速、抗干
多光子非线性量子干涉首次实现
记者16日从中国科学技术大学获悉，该校郭光灿院士团队任希锋研究组与国外同行合作，基于光量子集成芯片，在国际上首次展示了四光子非线性产生过程的干涉。 量子干涉是众多量子应用的基础，特别是近年来基于路径不可区分性产生的非线性干涉过程越来越引起人们的关注。尽管双光子非线性干涉过程已经实现了20多年，并
美国马里兰大学研究新型拓扑结构优化光子传输
用于量子模拟和量子传感的量子光学器件，都必须依赖于单光子的可靠传输。每一个光子的传输都很重要，所以尽量减少甚至避免光子发生偏转是至关重要的。美国马里兰大学联合量子研究所（JQI）的研究人员最近展示了一种光子芯片，它能够产生并控制单光子，确保光子即使在任意弯曲的传输通路中也不会产生丢失。图片来源：
拓扑绝缘体量子输运性质研究取得进展
电子-电子相互作用、量子干涉和无序对输运性质的影响是凝聚态物理研究的重要主题。量子干涉的一阶效应包括被广泛研究的弱局域化和反弱局域化效应，分别对应于正交对称性和辛对称性的体系。2004年研究人员发现，对于前者，比如无序足够强的弱自旋轨道耦合半导体，电子-电子相互作用和量子干涉效应产生的二阶量子修正可
拓扑绝缘体内奇异量子效应室温下首现
科技日报北京10月27日电 （记者刘霞）据《自然·材料》杂志10月封面文章，美国科学家在研究一种铋基拓扑材料时，首次在室温下观察到了拓扑绝缘体内的独特量子效应，有望为下一代量子技术，如能效更高的自旋电子技术的发展奠定基础，也将加速更高效且更“绿色”量子材料的研发。 拓扑绝缘体是一种特殊的材料，内
拓扑绝缘体量子输运性质研究取得进展
电子-电子相互作用、量子干涉和无序对输运性质的影响是凝聚态物理研究的重要主题。量子干涉的一阶效应包括被广泛研究的弱局域化和反弱局域化效应，分别对应于正交对称性和辛对称性的体系。2004年研究人员发现，对于前者，比如无序足够强的弱自旋轨道耦合半导体，电子-电子相互作用和量子干涉效应产生的二阶量子修
“拓扑量子输运理论与器件前沿探索”项目指南
为贯彻落实党中央、国务院关于加强基础研究和提升原始创新能力的重要战略部署，国家自然科学基金委员会（以下简称自然科学基金委）数学物理科学部拟资助“拓扑量子输运理论与器件前沿探索”原创探索计划项目（以下简称原创项目）。 拓扑物态是凝聚态物理的前沿领域之一，对于发现新的宏观量子效应和发展低能耗量子器
科学家利用“原子积木”搭建拓扑量子磁体
又是一个深夜，中国科学院物理研究所（以下简称物理所）的C楼实验室灯火通明。2021级博士生王浩紧紧盯着电脑屏幕，十分谨慎地操控着实验，还差两个独立的“原子积木”，一个特殊量子结构的构造就基本完成了。他每一次精确移动“原子积木”，电脑屏幕上的图像都会产生微妙变化。第二天上午，最后两个独立“原子积木”到
新型纳米光子电路显示量子网络潜力
电路显示量子网络潜力 科技日报北京8月4日电（记者张梦然）美国普渡大学团队将碱金属原子（铯）捕获在集成光子电路中，可充当光子（光的最小能量单位）的晶体管。这些被“捉”到的原子，首次展示了冷原子集成纳米光子电路构建量子网络的潜力。研究成果发表在最新一期《物理评论X》上。研究人员正在做实验。图片来源：美
量子点源产生近乎完美纠缠光子对
原文地址：http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2024/3/519839.shtm科技日报北京3月26日电 （记者张梦然）加拿大滑铁卢大学量子计算研究所（IQC）科学家汇集了两项诺贝尔奖的研究概念，从量子点源有效地产生了近乎完美的纠缠光子对。发表在《通信物理》上的该
硅光子芯片让“量子罗盘”更小更精确
美国桑迪亚国家实验室研究人员利用硅光子微芯片组件，执行了一种名为原子干涉的量子传感技术。这是一种测量加速度的超高精度方法，也是研发无需全球定位系统（GPS）信号也能进行导航的“量子罗盘”最新成果。研究论文发表在最新一期《科学进展》上。智能手机、健身追踪器或虚拟现实设备内部都有微小的传感器用于追踪位置
科学家首次实现双光子“量子漫步”
据英国《每日邮报》9月19日（北京时间）报道，由英国布里斯托尔大学研究人员领导的国际研究小组制造出了一种新型的光子芯片，并在其上实现了双光子量子漫步。研究人员表示，他们的研究开辟了量子计算的新道路。 英国布里斯托尔大学量子光学中心的科学家们成功制造出了这种光子（硅）芯片。他
量子点源产生近乎完美纠缠光子对
加拿大滑铁卢大学量子计算研究所（IQC）科学家汇集了两项诺贝尔奖的研究概念，从量子点源有效地产生了近乎完美的纠缠光子对。发表在《通信物理》上的该项成果将推动量子通信领域的发展。 纠缠光子源示意图。嵌入半导体纳米线中的铟基量子点（左），以及如何从纳米线有效提取纠缠光子。 纠缠光子是在远距离也能
硅光子芯片让“量子罗盘”更小更精确
科技日报北京8月14日电 （记者张佳欣）美国桑迪亚国家实验室研究人员利用硅光子微芯片组件，执行了一种名为原子干涉的量子传感技术。这是一种测量加速度的超高精度方法，也是研发无需全球定位系统（GPS）信号也能进行导航的“量子罗盘”最新成果。研究论文发表在最新一期《科学进展》上。全集成多通道硅光子单边带