多光子非线性量子干涉首次实现 为新型量子态制备等应用奠定基础******
科技日报合肥1月16日电 (记者吴长锋)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。尽管双光子非线性干涉过程已经实现了20多年,并且在许多新兴量子技术中得到应用,直到2017年,人们才在理论上将该现象扩展到多光子过程,但实验上由于需要极高的相位稳定性和路径重合性,一直未获得新进展。光量子集成芯片,以其极高的相位稳定性和可重构性逐渐发展成为展示新型量子应用、开发新型量子器件的理想平台,也为多光子非线性干涉研究提供了实现的可能性。
任希锋研究组长期致力于硅基光量子集成芯片开发及相关应用研究并取得系列重要进展。在前工作基础上,研究组通过进一步将多光子量子光源模块、滤波模块和延时模块等结构片上级联,在国际上首次展示了四光子非线性产生过程的相干相长、相消过程,其四光子干涉可见度为0.78。而双光子符合并未观测到随相位的明显变化,这同理论预期一致。整个实验在一个尺寸仅为3.8×0.8平方毫米的硅基集成光子芯片上完成。
这一成果成功地将两光子非线性干涉过程扩展到多光子过程,为新型量子态制备、远程量子计量以及新的非局域多光子干涉效应观测等应用奠定了基础。审稿人一致认为这是一个重要的研究工作,并给出了高度评价:该芯片设计精良,包含多种集成光学元件,如纠缠光子源、干涉仪、频率滤波器/组合器;这项工作推动了集成光子量子信息科学与技术研究领域的发展。
【这些年,我们创造的奇迹②】我国海水稻种植面积突破百万亩******
【这些年,我们创造的奇迹②】
我国海水稻种植面积突破百万亩
袁隆平院士夙愿正一步步成为现实
光明日报青岛1月11日电(记者崔兴毅、刘艳杰)曾经寸草不生的海滨滩涂,或是直泛盐花的盐碱地上,竟然能长出香喷喷的稻米。这是我国农业科技工作者创造的奇迹!最新统计显示,截至2022年年底,我国耐盐碱水稻(俗称“海水稻”)种植面积已突破100万亩!
我国有近15亿亩盐碱地,一向被视为“农业荒漠”,而在中国农业科技人员眼中,种植海水稻,是唤醒这一“沉睡”资源的重要方式。2012年,袁隆平院士牵头,在山东青岛组建海水稻研发团队,开始技术攻关。
“与普通水稻不同,海水稻必须具有一定的耐盐碱能力,可以在海滨滩涂、内陆盐碱地种植。最初的种质资源,是袁老从国内外一点点收集来的。在此基础上,我们通过基因测序技术,筛选出天然抗盐、抗碱、抗病基因的品种。目前,我们已经拥有种质资源近2000份。”青岛海水稻研究发展中心技术研发部部长万吉丽介绍,“不仅如此,种质的耐盐能力也不断提高,从最初的3‰,提高到现在的8‰。”
光筛选种质不够,还得改良土壤。为此,科研人员探索出一套以综合排灌系统、物联网传感器系统、大数据农业信息服务系统为基础的盐碱地改良技术。“通过地下传感器感知温度、碱度、生长态势等信息,并即时传送至大数据中心,通过AI和专家诊断系统,智能调控土壤盐碱度及水肥释放,让土壤和作物都‘活’起来。”万吉丽说。
2018年,精心培育的海水稻经历了最严峻的考验——在紧邻塔克拉玛干沙漠的新疆喀什岳普湖县恶劣的环境中试种。“当年亩产就达到300公斤,2019年以后,每年亩产都超过540公斤!”令全程参与该项目的山东省泰安市援疆指挥部技术人员王琦更加兴奋的是,“土壤盐碱度从之前的17‰降到2‰,还实现了一年之内稻麦两作!”
小小海水稻,打开中国粮食增产新版图。10年来,我国海水稻已从科研试验阶段进入规模化推广,实现了对全国四大类典型盐碱地的全覆盖。
2020年,袁隆平院士进一步在全国开展海水稻推广种植,启动“十百千”工程——当年完成10万亩海水稻种植、100万亩盐碱地综合利用、1000万亩可利用的盐碱地储备。该工程计划用8到10年时间,改造一亿亩盐碱地,实现盐碱地变粮仓。
“目前,这一工程正在稳步推进。‘改造一亿亩盐碱地,多养活8000万人’是袁老的夙愿。我们离实现这个目标越来越近!”万吉丽信心满怀。
《光明日报》( 2023年01月12日 01版)