物理学进展

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杨婷妤, 李丰沛, 陈建兰, 张涵

2026 (5): 217-224. DOI: 10.13725/j.cnki.pip.2026.05.001

PDF(532KB) ( 33 )

单光子源对光学量子信息处理与安全通信等领域至关重要。当前基于非线性品体自发参量下转换过程的预示单光子源通常难以兼顾高预示效率与高纯度，这直接限制了量子密钥分发的安全码率与传输距离。本文基于周期极化磷酸氧钛钾(periodically poled KTiOPO₄,PPKTP)非线性晶体，利用连续光泵浦的自发参量下转换过程，研制了一种高纯度、高预示效率的单光子源。通过采用长品体并优化系浦光束腰，显著提升光子预示效率和收集效率。在系浦光功率1mW，光源亮度6.3x10⁴ pairs/(s.mW)，预示效率57.3%的实验状态下，单光子源获得了 0.9946的单光子纯度，同时还表现出良好的稳定性和对多光子噪声的抑制能力。研究结果为制备低成本、高质量的预报单光子源提供了可行方案。

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钙钛矿纳米晶激发态动力学研究进展

伍晓微, 钱海宁, 张春峰

2026 (5): 225-245. DOI: 10.13725/j.cnki.pip.2026.05.002

PDF(6174KB) ( 50 )

钙钛矿半导体纳米晶由于具有优异的发光特性，在激光、发光二极管和量子光源等方面展现出巨大的应用潜力。这些器件的性能与纳米晶中激发态动力学密切相关。本文系统综述了钙钛矿半导体纳米晶中激发态及相关的多尺度动力学过程，包括光激发载流子的产生、弛豫与复合动力学，带边激子的精细能级结构与相干动力学，自旋动力学，以及在强光场下能级的相干操控，并总结了该领域的关键科学问题和技术挑战。

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表面格林函数方法在第一性原理量子输运模拟中的应用

陈一凡, 吕劲, 李鸿

2026 (5): 246-254. DOI: 10.13725/j.cnki.pip.2026.05.003

PDF(2932KB) ( 18 )

表面格林函数(surface Green’s function, SGF) 方法在第一性原理量子输运模拟中，针对传统平板模型的固有缺陷，提供了一种可行的解决方案。传统平板模型受限于有限尺寸效应、双面耦合干扰及费米能级漂移，在功函数、表面态及电化学界面计算中收敛缓慢且易失真。SGF 方法将半无限体系划分为有限表面区与半无限体区，后者作为无限电子库通过自能项与表面耦合，从而在开放边界条件下实现自洽计算。在密度泛函理论与线性组合原子轨道基组的框架之下，该方法通过复围道积分与高效递归算法求解格林函数，计算成本与原子层数呈线性关系，且能带收敛速度远优于平板模型。本文系统梳理了SGF 方法在金属功函数计算、半导体异质结能带排列、表面态描述及外静电场下表面化学调控等典型场景中的应用，展示了其在精度、效率与物理图像合理性的综合优势，表明SGF 方法已成为界面量子模拟的有力工具。

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信息论在生物系统中的应用与探索

赵沛燚, 周邦彦, 吴人杰

2026 (5): 255-270. DOI: 10.13725/j.cnki.pip.2026.05.004

PDF(4139KB) ( 22 )

生物系统通过多层次信息传递网络实现对内外环境的感知与适应，其固有的非线性、随机性与多尺度耦合特征给传统分析方法带来了巨大挑战。信息论作为量化系统不确定性与关联性的强大理论框架，以熵、互信息、信道容量等核心指标为工具，突破了传统分析的局限，为解析生物系统的信息流动规律提供了全新视角。本文系统综述了信息论在网络调控及信号传递研究中的应用，详细阐述了其基本原理、计算方法、核心应用场景，重点强调了互信息在处理生物噪声、揭
示非线性调控关系及整合多组学数据等方面的独特优势，并分析了当前面临的挑战与未来发展方向。

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