万搏新浪体育-本周Nature封面故事 2020年2月13日刊

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封面图片:松迪科技(北京)有限公司

封面故事

拥有谷边界模式的电泵浦拓扑激光器

电驱动的半导体激光器是最常见的激光类型之一,日常应用十分广泛,从光纤通信到激光打印和激光条码扫描器,皆可见其身影。不过,这些激光器的性能会受到半导体缺陷的影响,这种缺陷是指制造和包装过程中引入的损坏或瑕疵。在本期《自然》中,王岐捷、Yidong Chong和张柏乐等人演示了一种基于量子级联激光器的太赫兹激光器,或许能利用光的拓扑性质解决上述问题。他们在取向不同的两个光子晶格间创造了一个三角界面(如封面所示),由此得到了能释放太赫兹辐射的拓扑边界态——即使仍有一些锋利的角和缺陷存在。由于这种激光器由电驱动,或能为拓扑系统的实际应用开辟出一条道路。

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论文:Electrically pumped topological laser with valley edge modes

量子存储器的远距离纠缠

《自然》发表的一项研究演示了两个相距50公里的量子存储器的纠缠。这个距离比之前报道的距离要远得多,或为实现多节点、远距离纠缠铺平了道路,有助于量子互联网的开发。

量子通信需要传输纠缠粒子。远距离纠缠在过去二十年中取得了显著的进展,要实现远距离纠缠,需要让纠缠光子在光纤上的节点之间传输或通过卫星传输;但是,严重的传输损耗限制了光子分发的成功率。而对应普通计算机存储器的量子存储器,其纠缠也一直无法超越1.3公里的距离,意味着现有系统可能不具有拓展性。

中国科学技术大学的潘建伟、包小辉和同事利用一种名为腔增强的量子效应来制备纠缠原子和光子,这种效应可以减少传输期间丢失的光子耦合。他们再将这些纠缠原子和光子转换为适合于电信传输的频率,最后在两个由50公里长光纤连接的节点之间实现了纠缠——这一距离足以连接两座城市。研究结果表明,与纠缠光子相比,多节点之间的原子–光子纠缠可能更适合量子纠缠的远距离传输。

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论文:Entanglement of two quantum memories via fibres over dozens of kilometres

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