Low-loss photonic integrated circuits (PIC) and microresonators have enabled novel applications ranging from narrow-linewidth lasers, microwave photonics, to chip-scale optical frequency combs and quantum frequency conversion. To translate these results into a widespread technology, attaining ultralow optical losses with established foundry manufacturing is critical. Recent advances in fabrication of integrated Si3N4 photonics have shown that ultralow-loss, dispersion-engineered microresonators can be attained at die-level throughput. For emerging nonlinear applications such as integrated travelling-wave parametric amplifiers and mode-locked lasers, PICs of length scales of up to a meter are required, placing stringent demands on yield and performance that have not been met with current fabrication techniques. Here we overcome these challenges and demonstrate a fabrication technology which meets all these requirements on wafer-level yield, performance and length scale. Photonic microresonators with a mean Q factor exceeding 30 million, corresponding to a linear propagation loss of 1.0 dB/m, are obtained over full 4-inch wafers, as determined from a statistical analysis of tens of thousands of optical resonances and cavity ringdown with 19 ns photon storage time. The process operates over large areas with high yield, enabling 1-meter-long spiral waveguides with 2.4 dB/m loss in dies of only 5x5 mm size. Using a modulation response measurement self-calibrated via the Kerr nonlinearity, we reveal that, strikingly, the intrinsic absorption-limited Q factor of our Si3N4 microresonators exceeds a billion. Transferring the present Si3N4 photonics technology to standard commercial foundries, and merging it with silicon photonics using heterogeneous integration technology, will significantly expand the scope of today's integrated photonics and seed new applications.

We discuss experimental observation of quantum optical effects in two experiments: the first demonstrations of room-temperature quantum optomechanics with a macroscopic solid-state mechanical object, and free electron-photon non-classical correlation mediated by photonic integrated circuits.

Although studies have revealed the significant impact of dietary fiber on growth performance and nutrient digestibility, the specific characteristics of the intestinal microbiota and gene regulation in pigs capable of digesting high-fiber diets remained unclear. To investigate the traits associated with roughage tolerance in the Chinese indigenous pig breed, we conducted comparative analysis of growth performance, apparent fiber digestibility, intestinal microbiota, SCFA concentrations and intestinal transcriptome in Tunchang pigs, feeding them diets with different wheat bran levels. The results indicated that the growth performance of Tunchang pigs was not significantly impacted, and the apparent total tract digestibility of crude fiber was significantly improved with increasing dietary fiber content. High-fiber diets altered the diversity of intestinal microbiota, and increased the relative abundance of Prevotella, CF231, as well as the concentrations of isobutyrate, valerate and isovalerate. The LDA analysis identified potential microbial biomarkers that could be associated with roughage tolerance, such as Prevotella stercorea, and Eubacterium biforme. In addition, appropriate high-fiber diets containing 4.34% crude fiber upregulated the mRNA expressions of PYY, AQP8, and SLC5A8, while downregulating the mRNA expressions of CKM and CNN1.This indicated that appropriate high-fiber diets may inhibit intestine motility and increase the absorption of water and SCFAs.