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高相干通量偶极子作为 D-Wave 的 QPU 的探针......
鉴于人们对通量钅的兴趣日益浓厚，以及 D-Wave Quantum 在构建通量类量子比特量子技术方面的丰富经验，我们已着手开展一项研究计划，利用通量钅的独特性质，用于 D-Wave Quantum 的所有技术开发。主要动力是制造通量钅，作为“黄金标准”高相干通量类量子比特，可用于表征 D-Wave Quantum 的 QA 量子处理单元 (QPU) 电磁环境。但是，我们也在使用早期的通量钅测试电路来验证通量钅在未来 QA 和 GMQC 技术中的潜在用途。本报告总结了由 D-Wave Quantum 制造的单个通量钅电路获得的一些结果，并在我们的一个 QA QPU 低温系统中进行了测量。我们观察到，我们的通量相干时间与科学文献中报道的二维电路几何结构的最新水平相当。我们还观察到非常低的有效量子比特温度，这是迄今为止文献中报道的最佳温度之一。后一个观察结果证明了 D-Wave Quantum 的 QPU 环境的工程质量。
振荡电场对单分子离子偶极矩测量的影响
目前，人们致力于实现分子的精密光谱和量子态控制。与原子相比，分子的种类要多得多，它们具有更丰富的结构，可以提供完全不同的功能，并更适合某些任务，例如，对各种基础物理测试的灵敏度更高[1-4]。高内部状态相干性和跨频率量子信息转换的潜力也使分子在量子信息处理方面具有吸引力[5-9]。尽管近年来取得了令人瞩目的进展，但分子的量子态制备、检测和控制仍然比原子更困难[10-14]。量子逻辑光谱（QLS）[15]在研究带电粒子，特别是分子离子方面显示出巨大的前景和多功能性。它依靠原子“逻辑”离子种类对联合平移运动进行协同冷却和状态读出，并能够实现难以控制的带电粒子（“光谱”离子）的量子态制备、操纵和光谱分析[16-18]。在我们的实验中，所有针对分子离子的激光器都会驱动远失谐的受激双光子拉曼跃迁，而这些跃迁不依赖于分子的特定能级结构。这一点，加上对平移自由度的协同冷却和量子逻辑读出也可以在对分子结构细节要求不高的情况下进行，使得 QLS 可用于多种离子种类。为了探索分子的新应用，以高分辨率测量跃迁频率和其他特性，并解释在这种前所未有的精度水平下变得相关的微小系统效应也至关重要。特别是，自旋和原子核的相对运动增加了
通过偶极相互作用实现稳健的核自旋纠缠...
超冷极性分子在量子模拟、计量和信息处理方面具有巨大潜力，因为它们具有强电偶极 (ED) 相互作用，这种相互作用既长距离，又各向异性，更重要的是，可调 [1 – 16] 。将它们用于这些目标的必要条件是能够利用其固有的 ED 相互作用来创建高度纠缠和长寿命的分子状态，这些状态对环境退相干具有鲁棒性，例如用于增强传感的自旋压缩态 [17 – 19] ，或用于基于测量的量子计算的簇状态 [20 – 25] 。到目前为止，简单的双碱分子（如 KRb）的旋转态已被提议作为编码量子比特的主要主力和自然自由度 [1 – 12] 。这是因为长寿命旋转态可以通过长程电致发光相互作用直接耦合，并由微波 (mw) 场操纵 [26,27] 。然而，旋转态具有重要的局限性，阻碍了它们用于纠缠生成：(1) 在不同旋转状态下制备的超冷分子通常会经历不同的捕获势，因此容易受到不良退相干的影响，导致相干时间短 [28 – 30] ； (2) 多体哈密顿参数的微调需要使用强大且控制良好的直流电场 E [1,11] 。由于这些场需要时间来切换和变化，因此使用旋转态之间的长程电致发光相互作用按需生成纠缠仍然是一项重大的实验挑战。为了克服这些重要的限制，我们在此提出利用超冷极性分子中可访问的更大的内部能级集，其中包括核和/或电子自旋能级以及它们的旋转结构。总的来说，这些能级可以用作按需纠缠生成的强大资源。通过将有效自旋-1 = 2 编码为一组核自旋和旋转分子能级，我们利用了长
通过偶极相互作用实现稳健的核自旋纠缠...
超冷极性分子在量子模拟、计量和信息处理方面具有巨大潜力，因为它们具有强电偶极 (ED) 相互作用，这种相互作用既长距离，又各向异性，更重要的是，可调 [1 – 16] 。将它们用于这些目标的必要条件是能够利用其固有的 ED 相互作用来创建高度纠缠和长寿命的分子状态，这些状态对环境退相干具有鲁棒性，例如用于增强传感的自旋压缩态 [17 – 19] ，或用于基于测量的量子计算的簇状态 [20 – 25] 。到目前为止，简单的双碱分子（如 KRb）的旋转态已被提议作为编码量子比特的主要主力和自然自由度 [1 – 12] 。这是因为长寿命旋转态可以通过长程电致发光相互作用直接耦合，并由微波 (mw) 场操纵 [26,27] 。然而，旋转态具有重要的局限性，阻碍了它们用于纠缠生成：(1) 在不同旋转状态下制备的超冷分子通常会经历不同的捕获势，因此容易受到不良退相干的影响，导致相干时间短 [28 – 30] ； (2) 多体哈密顿参数的微调需要使用强大且控制良好的直流电场 E [1,11] 。由于这些场需要时间来切换和变化，因此使用旋转态之间的长程电致发光相互作用按需生成纠缠仍然是一项重大的实验挑战。为了克服这些重要的限制，我们在此提出利用超冷极性分子中可访问的更大的内部能级集，其中包括核和/或电子自旋能级以及它们的旋转结构。总的来说，这些能级可以用作按需纠缠生成的强大资源。通过将有效自旋-1 = 2 编码为一组核自旋和旋转分子能级，我们利用了长
取代基因位置对量子信息设备方形染料的过渡偶极矩，差静态偶极子和疏水性之间关系的影响
摘要：表现出激素耦合的有机染料的聚集体具有广泛的应用，包括医学成像，有机光伏和量子信息设备。可以修改染料单体的光学特性，作为染料骨料的基础，以增强激子耦合。Squaraine（SQ）染料对于这些应用的吸光度很强，在可见范围内具有吸引力。先前已经检查了取代基类型对SQ染料光学特性的影响，但尚未研究各种取代基因位置的影响。在这项研究中，使用密度功能理论（DFT）和时间依赖性密度功能理论（TD-DFT）来研究SQ取代的位置与染料聚集系统性能性能的几个关键特性，即差静态偶极子（∆ D），过渡次要次偶极力矩（µ），Hydrophobicition和Hydrophobicity和the grout（ΔD）。我们发现，沿染料的长轴连接取代基可能会增加µ，而放置长轴则显示出增加∆ d并减少θ。θ的降低很大程度上是由于∆ d方向的变化，因为µ的方向不受取代位置的显着影响。疏水性降低时，当电子粉状取代基靠近吲哚美氨酸环的氮。这些结果提供了对SQ染料的结构与毛皮关系的见解，并指导染料单体的设计，用于具有所需属性和性能的聚集系统。
强驱动状态下的翻转模式电子偶极自旋共振
使用传统的电子偶极自旋共振 (EDSR) 实现自旋量子比特的高保真控制需要约 1 mTnm −1 的大磁场梯度（这也会将量子比特与电荷噪声耦合）和 1 mV 量级的大驱动幅度。翻转模式是驱动双量子点中电子 EDSR 的另一种方法，其中两个点之间的大位移提高了驱动效率。我们建议在强驱动范围内操作翻转模式，以充分利用两个点之间的磁场差异。在模拟中，降低的所需磁场梯度将电荷噪声的保真贡献抑制了两个数量级以上，同时提供高达 60 MHz 的拉比频率。然而，硅中导带的近简并引入了谷自由度，这会降低强驱动模式的性能。这就需要进行依赖于谷值的脉冲优化，并且使强驱动机制的操作变得值得怀疑。
具有捕获极性分子离子的偶极声子量子逻辑
囚禁原子离子系统已证明，其状态准备和测量 (SPAM) 不准确性 [1] 以及单量子比特和双量子比特门错误率 [2–4] 是所有量子比特中最低的。基于囚禁离子的完全可编程、少量子比特量子计算机已经建成 [5, 6]。然而，到目前为止，这些系统尚未扩展到大量量子比特，原因包括异常加热 [7–10]、声子模式拥挤 [11]、光子散射 [12, 13]，以及传统光学元件的扩展挑战 [14, 15]。最近，有研究表明，通过直接电磁偶极-偶极相互作用耦合的分子离子量子比特可用于量子信息处理 [16]。虽然使用该方法的分子量子比特系统的可扩展性预计不会受到异常加热或声子模式拥挤的限制，但目前分子离子量子比特并不像原子离子量子比特那样容易控制。特别是，分子离子的 SPAM 由于其通常缺乏光学循环跃迁而变得困难，这使得激光照射分子成为问题 [17]。一种方法是通过共捕获的原子离子进行量子逻辑光谱 (QLS) [18–20]，这种方法最近也被用于纠缠原子和分子离子 [21]。然而，由于 QLS 需要在运动基态附近冷却，因此技术要求很高，而且激光操控分子离子会导致自发辐射到暗态。这里，我们描述了如何利用离子阱中的偶极-声子耦合将极性分子离子的偶极矩与多离子库仑晶体的声子模式纠缠在一起。这种现象可以用两种方式直观地理解：作为非静止离子所经历的时间相关电场驱动分子电偶极跃迁，或作为时间相关偶极矩驱动离子运动。对于多个离子，振荡发生在库仑晶体的集体模式中，甚至可以使相距很远的偶极子通过共享声子模式发生强烈相互作用。此外，偶极-声子相互作用可以是
强磁化旋转偶极子中的粒子加速和辐射反应
背景。中子星被超强电磁场有效加速的超相对论粒子所包围。这些粒子通过曲率、同步加速器和逆康普顿辐射大量发射高能光子。然而，到目前为止，还没有任何数值模拟能够处理这种极端情况，即非常高的洛伦兹因子和接近甚至超过量子临界极限 4.4 × 109T 的磁场强度。目的。本文旨在研究旋转磁偶极子中的粒子加速和辐射反应衰减，其实际场强为 105 T 至 1010 T，这是毫秒和年轻脉冲星以及磁星的典型场强。方法。为此，我们在简化的 Landau-Lifshitz 近似中实现了一个精确的分析粒子推动器，包括辐射反应，其中假设电磁场在一个时间步长积分期间在时间上恒定而在空间上均匀。使用速度 Verlet 方法执行位置更新。我们针对时间独立的背景电磁场（如交叉电场和磁场中的电漂移以及偶极子中的磁漂移和镜像运动）对我们的算法进行了广泛的测试。最后，我们将其应用于真实的中子星环境。结果。我们研究了粒子加速以及辐射反应对插入毫秒脉冲星、年轻脉冲星和磁星周围的电子、质子和铁核的影响，并与没有辐射反应的情况进行了比较。我们发现最大洛伦兹因子取决于粒子种类，但与中子星类型的影响很小。电子的能量高达 γ e ≈ 10 8 − 10 9 ，而质子的能量高达 γ p ≈ 10 5 − 10 6 ，铁的能量高达 γ ≈ 10 4 − 10 5 。虽然质子和铁不受辐射反应的影响，但电子的速度却急剧下降，使其最大洛伦兹因子降低了四个数量级。我们还发现，在几乎所有情况下，辐射反应极限轨迹都与简化的朗道-利夫希茨近似非常吻合。
在变形的腔体和原子偶极子中...
量子信息产生是由量化场和低维原子系统之间的相互作用引起的，这是量子理论中最热门的主题之一[1]。RABI模型是描述原子系统与量化字段之间相互作用的第一个模型，它研究了两个水平原子与理想的腔场之间的相干性[2]。jaynes-cummings（JC） - 模型是另一个简单的模型，它描述了旋转波近似下的原子局部相互作用[3]。从那时起，JC模型就开始了概括，包括量化字段或原子系统或全部的概括。例如，讨论了信息生成诱导多光子JC模型和两级原子之间的相互作用[4]。研究了在经典场和Kerr样培养基的存在下移动的两级原子和多光子的纠缠和非经典相关性[5，6]。研究了非线性SU（1,1）和SU（2）量子系统的相干性和断层摄影熵[7]。最近，检查了外部环境对原子局部相互作用的影响，例如，恒星移位[8、9、10]，振动石墨烯片[11]和光力学腔[12、13]。
通过一系列基于 Er(III) 的复合物中的定向偶极相互作用直观控制低能磁激发
摘要：偶极耦合很少被用作镧系元素单分子磁体中缓慢弛豫动力学的驱动力，尽管它通常是介导此类物质中离子间磁相互作用的最强机制。事实上，对于多核镧系元素复合物，由于它们能够形成高度定向、高矩基态，偶极相互作用的幅度和各向异性可能相当大。本文我们提出了单核、双核和三核铒基单分子磁体序列 ([Er −TiPS 2 COT] + ) 𝑛 (𝑛= 1 −3)，其中磁弛豫路径允许性的大幅降低在角动量量子之间的偶极-偶极相互作用框架内得到合理化。由此产生的多核分子磁性设计原理源于高度各向异性磁态之间的分子内偶极耦合相互作用，为单个量化跃迁的复杂流形中的弛豫动力学提供了细致入微的证明。通过将弛豫动力学与分子磁性前所未有的频率范围（10 3 −10 −5 Hz）的交流磁场相结合，为该模型的有效性提供了实验证据。缓慢的动力学和多个低能跃迁的结合导致了许多值得注意的现象，包括在单一温度下可观察到三个明确定义的弛豫过程的镧系单分子磁体。