2023年 52卷 第11期
物理，
2023, 52(11): 731-743.
摘要：
算力是数字经济时代新的生产力。量子计算基于量子力学的规律进行计算，人们普遍相信它可以在不久的将来在某些问题上完成经典计算机所无法完成的计算任务，实现量子优越性。作为最有可能实现通用量子计算的平台之一，以约瑟夫森结为核心元件的超导量子比特，在量子控制和量子测量方面具有稳定、可靠、便于设计和扩展等独特的优势，受到科学界甚至产业界的广泛关注，正在高速发展。文章围绕约瑟夫森结这一具有非线性和无耗散特征的超导量子器件，阐述了超导量子比特的基本原理及结构特征，重点介绍超导量子芯片设计、加工方面的前沿进展，并对未来发展方向进行简单的展望。
算力是数字经济时代新的生产力。量子计算基于量子力学的规律进行计算，人们普遍相信它可以在不久的将来在某些问题上完成经典计算机所无法完成的计算任务，实现量子优越性。作为最有可能实现通用量子计算的平台之一，以约瑟夫森结为核心元件的超导量子比特，在量子控制和量子测量方面具有稳定、可靠、便于设计和扩展等独特的优势，受到科学界甚至产业界的广泛关注，正在高速发展。文章围绕约瑟夫森结这一具有非线性和无耗散特征的超导量子器件，阐述了超导量子比特的基本原理及结构特征，重点介绍超导量子芯片设计、加工方面的前沿进展，并对未来发展方向进行简单的展望。
物理，
2023, 52(11): 751-760.
摘要：
随着超导系统中的量子控制技术日益成熟，量子纠错技术也在不断发展。最近，已有一些平台实现了超越量子纠错盈亏平衡点的里程碑式突破。然而，要实现最终目标——容错量子计算，仍需要拓展系统的维度并进一步压制噪声。文章以超导量子系统为例，首先介绍了四种实现容错错误症状测量的思路；以此为基础，讨论了实现容错量子计算的三个关键阶段以及各阶段所面临的挑战，包括超越盈亏平衡点、达到容错阈值和实现完备逻辑门操作。为了实现这些目标，将按照连通性从低到高归纳三种可能的拓展系统规模的方案。此外，还总结了实验上纠错技术的进展以及对连通性的探索，最后讨论当前关键的研究问题。
随着超导系统中的量子控制技术日益成熟，量子纠错技术也在不断发展。最近，已有一些平台实现了超越量子纠错盈亏平衡点的里程碑式突破。然而，要实现最终目标——容错量子计算，仍需要拓展系统的维度并进一步压制噪声。文章以超导量子系统为例，首先介绍了四种实现容错错误症状测量的思路；以此为基础，讨论了实现容错量子计算的三个关键阶段以及各阶段所面临的挑战，包括超越盈亏平衡点、达到容错阈值和实现完备逻辑门操作。为了实现这些目标，将按照连通性从低到高归纳三种可能的拓展系统规模的方案。此外，还总结了实验上纠错技术的进展以及对连通性的探索，最后讨论当前关键的研究问题。
物理，
2023, 52(11): 772-778.
摘要：
光学显微镜发明于17世纪，几百年来其分辨率一直受到光学衍射的限制。进入21世纪，多种超分辨成像技术打破了衍射极限的限制，带来了一场新的显微成像技术革命。其中，基于单分子定位的纳米分辨率光学成像技术近几年更是不断取得突破，达到接近分子尺度的分辨率。文章将简要介绍光学显微镜发展历程及超分辨成像技术基本原理，并着重介绍新型纳米分辨率显微成像技术及应用前景。
光学显微镜发明于17世纪，几百年来其分辨率一直受到光学衍射的限制。进入21世纪，多种超分辨成像技术打破了衍射极限的限制，带来了一场新的显微成像技术革命。其中，基于单分子定位的纳米分辨率光学成像技术近几年更是不断取得突破，达到接近分子尺度的分辨率。文章将简要介绍光学显微镜发展历程及超分辨成像技术基本原理，并着重介绍新型纳米分辨率显微成像技术及应用前景。
物理，
2023, 52(11): 779-782.
摘要：
能带理论是量子力学在固体材料中的一次伟大应用，催生了半导体和半导体激光等发明，促进了第三次工业革命。根据量子力学，我们知道原子中的电子只能处于离散的能级。如果原子之间的距离很远，那么电子被束缚在各自的原子核附近，原子系综存在大量的相互独立的简并能级。然而，如果将原子紧密周期排列，电子可以在不同的原子间运动，耦合简并的能级，使得简并的能级间发生能级排斥，能量随着晶格动量的变化形成连续的能带。人们根据能带带隙的大小将固体材料分为金属、绝缘体和半导体，能带带隙也决定了半导体激光、发光二极管的发光频率。
能带理论是量子力学在固体材料中的一次伟大应用，催生了半导体和半导体激光等发明，促进了第三次工业革命。根据量子力学，我们知道原子中的电子只能处于离散的能级。如果原子之间的距离很远，那么电子被束缚在各自的原子核附近，原子系综存在大量的相互独立的简并能级。然而，如果将原子紧密周期排列，电子可以在不同的原子间运动，耦合简并的能级，使得简并的能级间发生能级排斥，能量随着晶格动量的变化形成连续的能带。人们根据能带带隙的大小将固体材料分为金属、绝缘体和半导体，能带带隙也决定了半导体激光、发光二极管的发光频率。
物理，
2023, 52(11): 783-784.
摘要：
古老锆石中记录的磁信息显示，板块构造的启动晚于生命起源。James Dacey认为，这将颠覆“板块构造是生命起源的前提”这一传统观念。
古老锆石中记录的磁信息显示，板块构造的启动晚于生命起源。James Dacey认为，这将颠覆“板块构造是生命起源的前提”这一传统观念。
物理，
2023, 52(11): 785-785.
摘要：
不稳定放射性同位素的首次电子散射实验标志着奇特原子核形状研究的里程碑。
不稳定放射性同位素的首次电子散射实验标志着奇特原子核形状研究的里程碑。
物理，
2023, 52(11): 786-793.
摘要：
在现代物理学研究中，物质的态与相扮演着重要的角色。它们之间既有联系，又有形成时间的不同以及具体涵义的差异。文章把两个概念的认识过程分为三个阶段：（1）贯穿整个19世纪的第一阶段，主题大致可归结为“态与相概念的先后提出”，将围绕当时人们在描述物质存在形式时“从理想气体的克拉珀龙方程到真实体系的范德瓦耳斯模型”展开；（2）19世纪末至20世纪中期的第二阶段，主题是“对相理解的深入”，将从居里—外斯定律的发现出发，重点介绍楞次—伊辛模型的提出及其解；（3）第三阶段为20世纪中期开始的更为系统的相变理论的发展，落脚点是“物性的解析表述”。希望通过这个回顾，能够让人们更加关注杨—李理论这一瑰宝，进而加深对物质的态与相这两个概念以及对相变概念的理解。
在现代物理学研究中，物质的态与相扮演着重要的角色。它们之间既有联系，又有形成时间的不同以及具体涵义的差异。文章把两个概念的认识过程分为三个阶段：（1）贯穿整个19世纪的第一阶段，主题大致可归结为“态与相概念的先后提出”，将围绕当时人们在描述物质存在形式时“从理想气体的克拉珀龙方程到真实体系的范德瓦耳斯模型”展开；（2）19世纪末至20世纪中期的第二阶段，主题是“对相理解的深入”，将从居里—外斯定律的发现出发，重点介绍楞次—伊辛模型的提出及其解；（3）第三阶段为20世纪中期开始的更为系统的相变理论的发展，落脚点是“物性的解析表述”。希望通过这个回顾，能够让人们更加关注杨—李理论这一瑰宝，进而加深对物质的态与相这两个概念以及对相变概念的理解。
物理，
2023, 52(11): 794-797.
摘要：
1931年12月1日，在北平（今北京）出版的《中法大学月刊》（1卷2期）登载了11篇文章，其中第一篇是我爷爷严济慈写的《郎之万教授的生平及其在物理学上的贡献》（图1）。紧接着，《科学》15卷12期（1931年12月）配上“编者按”再刊此文。《科学》杂志的编者按这样写道：“郎之万教授为此次来华国际联盟会教育考察团四人中之一人。已于本年10月到京，爰将严君济慈此文急为登出，以飨读者。”显然，这是一篇重要的应景之作。我不禁好奇，郎之万何许人也？我爷爷为何要写这篇文章？
1931年12月1日，在北平（今北京）出版的《中法大学月刊》（1卷2期）登载了11篇文章，其中第一篇是我爷爷严济慈写的《郎之万教授的生平及其在物理学上的贡献》（图1）。紧接着，《科学》15卷12期（1931年12月）配上“编者按”再刊此文。《科学》杂志的编者按这样写道：“郎之万教授为此次来华国际联盟会教育考察团四人中之一人。已于本年10月到京，爰将严君济慈此文急为登出，以飨读者。”显然，这是一篇重要的应景之作。我不禁好奇，郎之万何许人也？我爷爷为何要写这篇文章？
物理，
2023, 52(11): 798-800.
摘要：
世界图书出版公司嘱我为玻恩（Max Born，1882—1970）和黄昆（1919—2005）先生合著的英文经典《晶格动力学理论》（Dynamical theory of crystal lattices，Oxford University Press，1954）写个导读，这让我感到压力极大。不过，这是一件非常荣耀的事情，思虑再三我还是决定接下这个挑战，而且我还想稍微写长一些。读者朋友若能体会我的良苦用心，或许能原谅我的拉杂用事。
世界图书出版公司嘱我为玻恩（Max Born，1882—1970）和黄昆（1919—2005）先生合著的英文经典《晶格动力学理论》（Dynamical theory of crystal lattices，Oxford University Press，1954）写个导读，这让我感到压力极大。不过，这是一件非常荣耀的事情，思虑再三我还是决定接下这个挑战，而且我还想稍微写长一些。读者朋友若能体会我的良苦用心，或许能原谅我的拉杂用事。
物理，
2023, 52(11): 801-802.
摘要：
博物馆是一种现代性的产物，具有三个基本要素：收藏、维护和展示，同时也具有研究、教育和娱乐的功能。博物馆的现代性在于：它本质上是一种征服和控制的产物。直白地说，博物馆是关于战利品的展示。举个例子，人类征服自然的战利品，就是人类渔猎获得的动植物标本，这些是自然博物馆的主要展品。不难看出，博物馆表达了现代的人性，其背后的基本诉求就是张扬意志、追求力量。
现代博物馆主要有三种：历史博物馆、艺术博物馆以及科学博物馆，早年的博物馆基本都是历史博物馆和艺术博物馆，科学博物馆从20世纪开始逐渐兴盛。19世纪是第一个科学的世纪，博物馆作为时代精神的象征，自然也就脱颖而出成为博物馆的主流之一。2008年，全世界观众最多的20个博物馆中，就有6个是科学博物馆。当然，我国在这方面还存在不足。
博物馆是一种现代性的产物，具有三个基本要素：收藏、维护和展示，同时也具有研究、教育和娱乐的功能。博物馆的现代性在于：它本质上是一种征服和控制的产物。直白地说，博物馆是关于战利品的展示。举个例子，人类征服自然的战利品，就是人类渔猎获得的动植物标本，这些是自然博物馆的主要展品。不难看出，博物馆表达了现代的人性，其背后的基本诉求就是张扬意志、追求力量。
现代博物馆主要有三种：历史博物馆、艺术博物馆以及科学博物馆，早年的博物馆基本都是历史博物馆和艺术博物馆，科学博物馆从20世纪开始逐渐兴盛。19世纪是第一个科学的世纪，博物馆作为时代精神的象征，自然也就脱颖而出成为博物馆的主流之一。2008年，全世界观众最多的20个博物馆中，就有6个是科学博物馆。当然，我国在这方面还存在不足。
物理，
2023, 52(11): 782-782.
摘要：
美国科学家巴丁（John Bardeen，1908—1991）是迄今为止唯一获得过两次诺贝尔物理学奖的学者，但世人对他相当陌生。
美国科学家巴丁（John Bardeen，1908—1991）是迄今为止唯一获得过两次诺贝尔物理学奖的学者，但世人对他相当陌生。
