孟加拉水机：定量淡水收集

全球粮食安全取决于灌溉农业的可持续性。亚洲热带地区季节性潮湿的冲积平原地下水抽取不断增加，使旱季亦能种植水稻。这种地下水抽运增加了可用地下储水量，因为在有利条件下，之后的季风期会补充地下水。

研究组对这种基于自然的季节性淡水储存收集解决方案进行了经验量化，称之为“孟加拉水机”，揭示了它的潜力和局限性。

根据来自465口监测井的100万次压测观测，研究组表明，1988年至2018年，孟加拉国孟加拉盆地约1600万小农集体作业造成的累计淡水收集量（75至90立方千米）相当于三峡大坝水库容量的两倍。

相关论文信息：https://www.science.org/doi/10.1126/science.abm4730

能带结构中奇点的直接几何探测

一个量子系统的能量景观可能有多个能量面简并的点，并表现出波函数流形的奇异几何结构，这对系统的性质产生重大影响。光学晶格中的超冷原子可间接表征能带结构中的这些点。

研究组测量了通过奇点直接传输所产生的非阿贝尔变换。他们沿着一个准动量轨迹加速原子，该原子进入、转向，然后离开蜂巢晶格的线性和二次能带接触点处的奇点。传输后的测量确定了这些奇点的拓扑绕组数分别为1和2。

该工作介绍了一种探测奇点的独特方法，有助于研究超冷原子量子模拟器中的非狄拉克奇点。

相关论文信息：https://www.science.org/doi/10.1126/science.abm6442

隧穿引发的卤素原子和基团转移反应性

通过卤素原子和基团转移反应生成碳自由基通常使用锡和硅试剂来实现，最大限度地发挥焓（热力学）和极性（动力学）效应的相互作用。

在这项工作中，研究组展示了在温和光化学条件下，利用环己二烯衍生物γ-萜品烯作为萃取剂的量子力学隧穿的独特反应模式。该方案活化烷基和芳基卤化物以及几种醇和硫醇衍生物。

实验和计算研究揭示了一个非典型途径，即环己二烯基自由基通过有效H原子的反应性进行协同芳构化和卤原子或基团萃取化。这种激活机制似乎在热力学和动力学上都很难实现，但通过量子隧穿却是可行的。

相关论文信息：https://www.science.org/doi/10.1126/science.abq8663

纳米光子学中少周期真空压缩

光最基本的量子态之一是压缩真空，其中一个正交噪声小于标准量子噪声极限。在纳米光子学中，要产生、操纵和测量这种具有广泛可扩展量子信息系统所需性能的量子态，仍颇具挑战性。

研究组报道了基于铌酸锂的纳米光子平台开发，以演示在同一芯片上压缩态的产生和全光学测量。产生的压缩态跨越超过25太赫兹的带宽，仅支持几个光周期。

其测量到的4.9分贝压缩超过了广泛量子信息系统的要求，展示了一条可扩展超快量子纳米光子学的实用路径。

相关论文信息：https://www.science.org/doi/10.1126/science.abo6213

（未玖编译）