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 。

体测跑800米是噩梦？学会这招轻松跑完******

　　最近 ，不少大学进行了体测，很多跑完800米 、1000米的大学生们都会咳个不停。其实，跑完咳个不停 ，和不当的呼吸方式有关。

　　1　跑完步我们为什么会咳嗽 ？

　　当我们跑步速度不快时，用鼻子呼吸就可以满足身体对氧气 的需求 ，而且鼻子呼吸 ，可以帮助过滤空气中灰尘等颗粒物，气温低时可起到加热空气作用，减少冷空气对气管、肺部的刺激。

　　但 是当我们进入加速阶段时 ，仅靠两个鼻孔无法满足对氧气的需求 ，这时就需要用嘴巴呼吸 ，但是由于秋冬天气寒冷 ，气候干燥 ，寒冷干燥的空气直接进入口腔，会刺激我们 的口腔、咽喉和气管黏膜，大脑会判断呼吸道有异物入侵 ，于 是我们就会咳嗽以排除异物，所以跑完咳嗽 是我们身体的正常反应 。

　　机智 的网友可能会问 ：那我不用嘴呼吸，全程用鼻子呼吸不就不咳嗽了吗 ？

　　只用鼻子呼吸可能确实不会咳嗽，但当你需要提速时 ，只用鼻子呼吸 ，身体 的摄氧量就达不到，就会难受 ，坚持不下来 ，否则就只能一直慢跑，无法提速 。

　　用嘴还是鼻子其实取决于身体对氧气的需求量 ，并没有绝对统一的标准。所以，跑步时不是绝对地不要用嘴巴呼吸 ，毕竟嘴巴呼吸可以增加我们 的供氧量 ，提高我们 的速度 。我们要学会 的 是正确地用嘴巴呼吸 ，而不 是张嘴 ，让冷风无情地往里面灌。

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　　2　学会腹式呼吸

　　我们正常呼吸的时候，使用 的 是胸式呼吸，主要用的肺的中部和上部呼吸，吸气 的时候，腹部提起变小 ；呼气的时候 ，腹部放下变大 。这种呼吸方式会增加我们的肺部和心脏负担 。肺部和心脏必须工作得更勤快，才可以确保氧供应充足 。

　　腹式呼吸简单地来说就 是“鼻吸口呼” 。与胸式呼吸相反，腹式呼吸时，吸气的时候腹部鼓起来 ，呼气的时候腹部下沉。整个过程 是靠横膈肌 的活动完成 的 ，当吸气时，横膈膜收缩并向下移动，胸部的肌肉收缩以使胸腔扩大，这些动作会扩充胸腔的容量，并将空气吸入肺部 ，让肺扩张到最大限度 ，并最大限度地吸入空气，进而可以提高每一次呼吸的氧气吸入量 。

　　与横膈膜相连的其他解剖结构 图源：《高效呼吸训练：舞蹈、瑜伽、普拉提的功能性练习》，埃里克·富兰克林

　　如果找不到感觉，可以把手放在腹部，吸气 的时候去感受腹部和手 的对抗 ，呼气 的时候感受手随着我们的腹部一起下陷。

　　如果呼吸 的时候出现憋气或不顺畅，可以保持平静的呼吸，放松之后再进行腹式呼吸 。

　　学会用腹式呼吸法跑步 ，鼻吸口呼 ，寒冷 的空气不会直接进入我们的口腔，可以有效避免跑完咳嗽的困扰。

　　3　呼吸的进阶——韵律呼吸

　　如果你已经学会了腹式呼吸，想在跑步提速的同时更加轻松 ，可以尝试韵律呼吸 。

　　韵律呼吸建立在腹式呼吸的基础上 ，但在节奏上进行了创新，认为应该采用奇数的呼吸模式 ，即三步一吸 ，两步一呼，或者两步一吸，一步一呼。

　　跑步时 ，当我们的脚在开始呼气 的时候落到地面，会产生最强 的冲击力，此时身体 的稳定性最差 的 。如果采用两步一吸 ，两步一呼 ，或者三步一吸 ，三步一呼这种偶数的呼吸模式时，呼气的时候总是落在同一只脚上，身体 的冲击力完全由同一只脚承担 ，容易给脚部造成伤害。

　　而韵律呼吸提倡的奇数呼吸模式可以让我们的左右脚落地时轮流呼气，让左右脚均匀地承担身体 的冲击力。

　　至于是采取三步一吸，两步一呼，还是两步一吸 ，一步一呼 ，取决于我们跑步 的状态 。

　　如果 是长跑或对速度没有什么要求 ，可以采取三步一吸，两步一呼 ，数到3时吸气，再数到2时呼气 。如果在比赛时冲刺 ，或者需要提速，可以采取两步一吸 ，一步一呼，数到2时吸气 ，再数到1时呼气 。

　　感兴趣的朋友不妨尝试一下 ，学会了呼吸 ，也许800/100米就不再是噩梦了 。

　　资料来源 ：科普中国 、全民较真-腾讯新闻 、《跑步时该如何呼吸》《高效呼吸训练 ：舞蹈、瑜伽、普拉提的功能性练习》

　　整理 ：党敏