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亮点文章 | 《物理学报》2026年第6期（四）

已有 231 次阅读 2026-5-22 08:08 |系统分类:论文交流

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基无关的物理源量子相干性及复数系统见证

王玉坤，韩文敏，邢锦程

物理学报, 2026, 75(6):060601

doi: 10.7498/aps.75.20251659

cstr: 32037.14.aps.75.20251659

量子相干性是量子理论的核心特征，与量子纠缠、量子复数系统及量子随机性理论紧密相关，具有重要应用价值。近年来，量子相干性被视作一种量子资源，并建立了系统的相干性度量框架，涌现出多种度量方法。这些相干性度量方法都依赖于量子态的精确表征和预先选定的参考基。本文指出，量子相干性可以在半设备无关场景下被观测到，这意味着除了二维量子系统外，无需再信任相关设备及预先选择参考基。首先，建立了非相干源的严格数学定义，进而利用Gram矩阵的秩分析理论，构建了线性和非线性两类相干性见证方案。理论证明显示，该方法不仅能有效区分相干源与非相干源，还能进一步鉴别系统的底层结构特性，即判定系统属于经典系统、实数量子系统还是复数量子系统。特别地，证明了在最小测量资源下线性见证的可行性，并通过行列式见证提供了更完备的检测手段。本研究为量子相干性资源验证提供了新的理论工具，对量子设备认证和量子基础研究具有重要意义。

图3 三维空间中由两个纯态(n = 2)构成的B集合的空间结构。图中的三个坐标轴分别对应x = (1 + B₁₁)/2，y = (1 + B₁₂)/2，z = (1 + B₁₃)/2。其中a是量子集的边界(quantum boundary)，c是rank (B) =1对应的超平面，b是相干性见证平面，a与b平面之间均对应rank (B) =2

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单晶金刚石介电特性

李俊鹏，任泽阳，张金风，陈军飞，张涛，苏凯，付裕，朱卫东，李静轩，张进成，郝跃

物理学报, 2026, 75(6):060812

doi: 10.7498/aps.75.20251442

cstr: 32037.14.aps.75.20251442

金刚石以其低介电损耗的优势在微波和深空观测窗口领域具有重要应用前景。本文通过对不同物性的微波等离子体化学气相沉积设备制备的单晶金刚石开展介电特性测试，结合双折射显微镜、拉曼、PL和XRD等手段对单晶金刚石材料特性的表征结果，系统研究了影响单晶金刚石介电损耗的关键因素。测试得到单晶金刚石的介电损耗tanδ值最低达到4.94×10^–5。分析认为，单晶金刚石介电损耗与金刚石内部缺陷分布、金刚石内部分层以及外电场作用下晶格振动引起的声子极化有关。金刚石的缺陷密度是影响单晶金刚石介电损耗的主要因素，随着测试频率提高，缺陷极化损耗和界面极化损耗会进一步提高单晶金刚石的介电损耗。金刚石内部的周期性缺陷可以一定程度上抑制声子极化损耗从而减小单晶金刚石介电损耗。本研究能够为进一步提高金刚石的介电特性提供参考。

图5 金刚石样品的拉曼线扫描测试-拉曼峰面积测试结果 (a) S1；(b) S2；(c) S3；(d) S4

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固态电解质LLTO晶界中Li⁺输运性质的分子动力学研究

杨镜垚，华彪，蓝雯欣，孙宝珍，刘刚，吴木生，徐波，欧阳楚英

物理学报, 2026, 75(6):060813

doi: 10.7498/aps.75.20251641

cstr: 32037.14.aps.75.20251641

钙钛矿型锂离子固态电解质锂镧钛氧(Li3_xLa_2/3–xTiO₃，LLTO)由于较宽的工作电压范围，在固态锂电池研究中引起特别关注。固态电解质通常为多晶态，因而探究晶界对固态电解质材料性能的影响至关重要。本文采用分子动力学模拟方法对贫锂相P-Σ5(210)，P-Σ5(310)，P-Σ13(510)和富锂相R-Σ5(210)，R-Σ5(310)，R-Σ13(510)这6种LLTO晶界进行研究，深入探究LLTO晶界中的Li+输运特性。研究结果表明，不管是贫锂相还是富锂相，Σ5(210)晶界的形成能最低。相比于LLTO体相，Li⁺在LLTO晶界中呈现出更低的均方位移，更小的迁移能垒以及更低的离子电导率。这说明晶界的存在阻碍了Li⁺的扩散，且相对于平行于晶界方向的输运，Li⁺沿垂直于晶界方向的输运更为受阻。尽管Li⁺在LLTO晶界区域扩散受阻，但随着晶界区域Li离子浓度的增加，Li⁺的扩散速率均得到不同程度的提升。Li⁺在LLTO各晶界中的运动轨迹为: Li⁺先倾向于在晶界区域内输运，随后逐渐扩散到体相区域，最后形成类似于LLTO体相所呈现的二维运动轨迹。本研究结果将有助于加深晶界对Li⁺输运性质影响的理解。

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高灵敏太赫兹超导动态电感探测器噪声等效功率表征方法

苏润丰，谭睿，顾子辰，吴敬波，涂学凑，陈健，吴培亨

物理学报, 2026, 75(6):060815

doi: 10.7498/aps.75.20251618

cstr: 32037.14.aps.75.20251618

超导动态电感探测器具有低噪声、低暗电流、高灵敏度和高动态范围的特点，制备工艺相对简单，且支持本征的高复用因子频分复用读出，引领着下一代毫米波/亚毫米波和太赫兹天文观测大规模探测器阵列技术发展。本文基于与低温黑体源耦合的15 THz铝基超导动态电感探测器，采用频移响应模型法，在一个较宽的吸收功率范围内，良好地拟合了探测器谐振频率偏移与耗散随吸收功率的变化关系，进而得到其响应度，以标定光学噪声等效功率。在300 Hz调制频率下，相对于吸收功率，测得探测器频率读出最小光学噪声等效功率为7.5×10^-18W/√Hz，并在1.3 fW以上吸收功率，达光子噪声限性能。与经典的小信号分析法相比，频移响应模型法为动态电感探测器的光学响应度与噪声等效功率表征提供了一种高效、快捷的替代方案。本研究为极低温环境下高灵敏太赫兹超导动态电感探测器噪声等效功率表征，提供了有价值的技术参考。