稿源：cnBeta.COM格拉斯哥大学物理与天文学学院的一个团队开发了一种量子算法，它可以大幅减少将引力波信号跟庞大的模板数据库相匹配所需的时间。据悉，这个过程被称为匹配过滤，是支撑美国的激光干涉仪引力天文台(LIGO)和意大利的Virgo等探测器的一些引力波信号发现的方法的一部分。这些探测器是有史以来最敏感的传感器，可以捕捉到由黑洞碰撞和合并等大规模天文事件引起的时空微弱涟漪。匹配过滤则允许计算机从探测器收集的数据的噪音中挑选出引力波信号。它的工作原理是对数据进行筛选，然从潜在的数以万亿计的模板中寻找一个匹配的信号--这些模板则都是预先创建的数据片段，可能会跟真正的引力波信号相关。虽然自LIGO在2015年9月发现第一个信号以来，这个过程已经实现了许多引力波的探测，但却是耗时和资源密集型的。在《Physical Review Research》上发表的一篇新论文中，该团队描述了如何通过一种名为格罗弗算法的量子计算技术来大大加快这一过程。格罗弗算法由计算机科学家洛夫·格罗弗于1996年开发，其利用量子理论的不寻常能力和应用来打打加快搜索数据库的过程。虽然能使用格罗弗算法处理数据的量子计算机仍是一项发展中的技术，但传统计算机能对其行为进行建模并允许研究人员开发技术以便在技术成熟和量子计算机随时可用时采用。格拉斯哥团队是第一个为引力波搜索目的而调整格罗弗算法的团队。在论文中，...
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氮氧化铝（Al(64+x)/3O32-xNx通称AlON）透明陶瓷在可见和中红外波段拥有良好的透过率，且具有高强度、高硬度的显著优点，可应用于红外光学窗口、安防装备、深水潜望镜等领域，还有望用作电子消费品的窗口。自本世纪初以来，中国科学院上海硅酸盐研究所持续致力于AlON透明陶瓷的研究，近年来取得了系列原创性成果。近日，上海硅酸盐所王士维研究员带领的研究团队在 AlON透明陶瓷的粉体合成、微结构调控、致密化机理、光学窗口研制以及应用考核等方面取得系列进展。团队发展了高纯度AlON粉体的两步合成技术，提出了流态化合成方法及装置，解决了碳热还原反应波动、产物组分偏差的关键问题，有力保障了透明陶瓷研究所需的高纯AlON粉体。基于此，团队合成了不同N/O比的AlON粉体，并研究了AlON陶瓷性能随组分的变化规律，获得不同特性的系列化AlON透明陶瓷【Ceram. Int. 46 (2020) 16677】。在AlON透明陶瓷微结构调控方面，团队研究了组合烧结助剂对致密化和透明化的作用及其机理，发现通过控制Y2O3添加量，能够在AlON晶粒内形成(111)孪晶界的插层结构，这种孪晶界能够阻止位错的迁移，进而改变裂纹扩展方向，提高了AlON透明陶瓷的力学性能【J. Euro. Ceram. Soc. 38 (2018) 3235】。在AlON透明陶瓷光学性能优化方...
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01 导读近日，中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心陆凌研究员团队将原创的拓扑光腔应用于面发射半导体激光器中，研制出了拓扑腔面发射激光器（topological-cavity surface-emitting laser: TCSEL）， 得到了远超同类商用产品的指标和性能。在1550 nm这一最重要的通信和人眼安全波段，同时实现了单个器件10 W峰值功率、小于1°的远场发散角、60 dB边模抑制比，和二维多波长阵列的集成能力。相关研究成果以“Topological-cavity surface-emitting laser”为题于2022年03月18日在线发表在Nature Photonics上。TCSEL的发明对于人脸识别、自动驾驶、虚拟现实所需的三维感知和激光雷达等新兴技术有重要意义。2022 | 前沿进展02 研究背景半导体激光器体积最小、效率最高、波长最广，价格最低，是各类应用场景之首选，但出射功率低和光束质量差是其最大的瓶颈，难点更在于这两个指标一般无法同时提高：虽然增大器件尺寸可以提高激光功率，但是大器件中的多模激射会降低光束质量。之前，陆凌研究员团队提出了一种“狄拉克涡旋”拓扑光腔（详见2020年中国光学十大进展），这是已知大面积单模性最好的光腔设计，可以从原理上突破现有瓶颈，同时提高出射功率和光束质量。03 研究创新点通过分析主流单模半导体激...
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稿源：cnBeta.COM从核磁共振成像（MRI）到计算机硬盘存储，磁性在我们的科技应用中发挥了许多关键的作用。不过在新兴的量子计算领域，磁相互作用也有望助推量子信息的传递。在 1 月 24 日发表于《物理评论快报》上的一篇文章中，研究人员介绍了美国能源部旗下阿贡国家实验室的一项新成果。据悉，科学家们已经实现了两个遥远的磁性设备之间的有效量子耦合，这些设备能够承载基于磁振子的激发。当电流产生磁场时，就会有激发。而允许磁振子交换能量和信息的耦合，有望催生新颖的量子信息技术设备。阿贡国家实验室高级科学家 Valentine Novosad 表示：“磁振子的远程耦合，是使用磁系统开展量子工作的第一步或先决条件，而我们展示了这些磁振子在远距离下的相互即时交流能力”。值得一提的是，这些即时通讯无需在受光速限制的磁振子之间发送消息，类似于物理学家常说的“量子纠缠”。在 2019 年的一项研究基础上，实验室团队试图打造一套新的系统，特点是通过磁激励、在远距离的超导电路中实现相互交流。如上图所示，研究团队展示了一种远程磁控管耦合电路，包含了两个被嵌入 NbN 共面超导谐振器中的单晶 YIG 球，而微波光子可介导磁振子的相互作用。不过在用磁振子奠定某种量子计算的基础之前，科学家们还需展开一系列的可行性研究，尤其是需要长时间维持粒子的耦合。为增强耦合效应，该团队构想了这样一种超导电路，并通过嵌入两个磁...
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