色散调控的多通光学参量放大技术

由于放大带宽、效率与增益之间存在固有矛盾，放大极短激光脉冲（低于100飞秒）是一项基础性挑战。传统方法依赖包含预处理与后处理步骤的复杂光学系统。

光学参量放大虽能提供随非线性介质长度缩放的高光学增益，却以牺牲带宽为代价，这限制了其对超短脉冲的放大效果——这类脉冲的放大需要宽增益带宽、高单通增益及强非线性相互作用的同时实现。

研究提出了一种新型多通光学参量放大系统，通过采用色散调控的介质镜，将激光重复聚焦至非线性增益晶体。该方法能在每步多通后同步补偿群延迟，并抑制闲频波，从而避免逆转换。此方案实现了相较于单通放大高1500倍的增益，光子转换效率达81%（系统转换效率52%），且放大脉冲的时间-带宽积接近傅里叶极限，同时完全保持了空间光束质量。

该设计突破了增益与带宽的制约壁垒，在41分贝增益下实现了12太赫兹的带宽。该方案无需特定增益介质，具备通用性，可广泛应用于量子技术、阿秒物理、材料加工及超宽带低成本生物成像系统等领域的超快激光系统，且器件尺寸可控制在个位数立方厘米量级。

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https://doi.org/10.1038/s41586-025-09665-w

光学镊子阵列含6100个高相干性原子量子比特

光学镊子阵列已经变革了原子和分子物理学，目前成为量子计算、模拟和计量学领域一系列前沿实验的核心技术。典型的实验捕获数十到数百个原子量子比特，并且最近实现了约1000个原子的系统，但这些系统尚未定义量子比特或演示相干控制。

然而，将系统扩展到数千个具有长相干时间、低损耗和高保真度成像的原子量子比特，是一个突出的挑战，并且对于量子科学的进步，特别是迈向量子纠错至关重要。

研究者通过实验实现了一个光学镊子阵列，在约1.2万个位点中捕获了超过6100个中性原子，同时在支撑该平台成功的关键几个指标上，超越了现有技术的性能。

研究表明，实现拥有数千至数万个物理量子比特的通用量子计算和量子纠错有望在短期内实现。

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https://doi.org/10.1038/s41586-025-09641-4

欧洲大气颗粒物的氧化潜能及暴露情景分析

大气颗粒物是全球关注的公共健康问题，目前主要依据其质量浓度进行监管。然而，人们日益认识到质量浓度可能无法完全反映与健康影响相关的颗粒物物理化学特性。研究利用一个包含近1.15万个氧化潜能（OP）测量值的数据集——这些数据来自欧洲部分地区的43个地点，并采用两种最常用的OP测定方法（OPAA和OPDTT）及标准化协议进行分析。

研究发现，欧洲各地OP存在高度的空间变异性，且受站点类型（如城市或乡村）的强烈影响。研究在考虑细颗粒物（PM）质量浓度的同时纳入OP指标，结果表明，城市空气质量可能需要进一步改善，尤其是在道路附近——该处PM10的体积OP超出背景水平2.4至3.1倍，具体倍数取决于所使用的测定方法。

对减排策略的分析显示，交通是有效降低城市OP的关键目标源，而要同时达到世界卫生组织的质量浓度指导值，则需要对交通和生物质燃烧产生的PM进行全面减排。关于OP健康影响的流行病学证据仍在不断增加，研究结果可能有助于为相关解读提供参考。

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https://doi.org/10.1038/s41586-025-09666-9

（冯维维编译）