牛津软物质和生物物质中心 乌得勒支大学物理和胶体化学 乌得勒支大学软凝聚态物质组 荷兰阿姆斯特丹 AMOLF 研究所 新英格兰复杂流体工作组 布兰代斯复杂流体组 比利时布鲁塞尔自由大学聚合物和软物质动力学实验室 法国巴黎高等师范学院 Damien Baigl 实验室 德国莱比锡大学 (Käslab) 软物质物理组 德国弗莱堡弗劳恩霍夫高速动力学 EMI 研究所“软生物物质中的冲击波” 英国中央兰开夏大学计算物理组 德国雷根斯堡大学 Stephan Baeurle 课题组先进材料理论与计算 德国哥廷根马克斯普朗克动力学与自组织研究所复杂流体动力学系莱顿,荷兰弗莱堡高等研究院 (FRIAS),弗莱堡大学软物质研究学院,软物质和部分有序物质物理学博士卢布尔雅那大学数学和物理学院,SLO 软物质和分子生物物理小组,应用物理系,圣地亚哥德孔波斯特拉大学,西班牙软物质团队,查尔斯库仑实验室,法国国家科学研究中心和蒙彼利埃第二大学,蒙彼利埃,法国 Matière et Systèmes Complexes, CNRS, Université Paris Diderot, France Laboratoire de Physique des Solides, CNRS, Université Paris 11, Orsay, France Matière molle et chimie, CNRS, ESPCI, Paris, France Physique et Mécanique des Milieux Hétérogènes, CNRS, ESPCI, Paris, France Physico-chimie des Polymères环境分散科学等Ingénierie de la Matière Molle,法国巴黎 ESPCI 实验室胶体与材料部门,CNRS,ESPCI,巴黎微流控、化学组织和纳米技术组,法国巴黎 ENS 居里物理化学研究所,居里研究所,法国巴黎 Laboratoire Interdisciplinaire sur l'Organise Nanométrique et Supramoléculaire,CEA Saclay Service de Physique de l'État Condensé, CEA Saclay Institut de Physique de Rennes, équipe matière molle, CNRS, Université de Rennes 1, France Institut Charles Sadron, CNRS, Université de Strasbourg, France Centre de Recherche Paul Pascal, Bordeaux, Paris, France Laboratoire du Futur, CNRS, Rhodia, Bordeaux, France LPMCN,équipe Liquides aux 接口,法国里昂第一大学国家科学研究中心 比利时布鲁塞尔自由大学物理系聚合物与软物质团队 比利时蒙斯大学界面与复杂流体实验室 法国里昂高等商学院国家科学研究中心物理实验室 德国康斯坦茨大学 Fuchs 和 Maret 教授团队 德国斯图加特霍恩海姆大学 Hinrichs 和 Weiss 教授团队
自旋玻璃模型是量子热力学的新兴领域之一,是理解无序磁系统复杂特性的有力工具。与具有同质相互作用的伊辛模型奥托发动机 [1] 不同,当将无序和随机性元素引入系统时,对于图 1 给出的模型,在热机模式下,我们可以看到在临界点附近具有双峰结构和超线性缩放的性能曲线 [2],𝑊∼𝑁 𝛼 ,𝛼> 1 。我们还发现,在冷却模式(R)下,可以在不同温度区域实现超线性效率提升。当我们检查系统在有限时间动态中的实际行为时,我们在热力学性能和吞吐量中观察到的超线性缩放行为凸显了量子系统中的无序和危机提高热力学性能的潜力。我们的发现有可能为量子热机、量子信息处理和能源管理的应用开辟新的途径。
摘要。已知低能转移状态下的弹性中微子对电子和原子核的散射截面对中微子的电磁特性非常敏感。特别是,可以使用能量阈值非常低的液体或固体探测器有效地搜索中微子的磁矩。我们提出了一种将中微子磁矩贡献纳入凝聚态靶低能弹性中微子散射理论处理的形式。采用动态结构因子的概念来描述靶中的集体效应。用数字方法计算了超流体 4He 上氚反中微子散射的微分截面。我们发现 10 − 11 µ B 量级的中微子磁矩对截面有很强的影响。我们的结果可用于未来在液体或固体目标的低能中微子散射实验中寻找中微子磁矩。
检测和认证材料中的纠缠和量子关联具有根本性和深远的意义,并且最近取得了重大进展。它既影响对量子多体现象基础科学的理解,也影响对适用于新技术的系统的识别。在量子信息理论的背景下,已经开发出适用于凝聚态物质的框架,将测量与纠缠和相干性联系起来。它们以纠缠见证和量子关联测量的形式出现。全面回顾了这些量的基础理论、它们与凝聚态实验技术的关系以及它们在真实材料中的应用。此外,还介绍了它们在协议等中的用途、见证和测量的相对优缺点,以及在关联电子、纠缠动力学和纠缠光谱探针等方面的未来前景。通过提供从基础到应用的易于理解和实用的处理,考虑到这项新兴研究的跨学科性质和正在进行的重大进展。特别强调了可通过集体测量获得的量,包括通过磁化率和光谱技术。这包括磁化率见证、单纠缠、并发和双纠缠、双点量子不和谐以及量子相干性测量(如量子 Fisher 信息)。
近年来,对计算资源的需求巨大,这导致人们投入大量精力从理论上简化复杂问题,并开发各种技术平台来解决特定类别的难题。激子极化子似乎是一种非常有前途的物理系统,是这种技术进步的完美基础。主要研究工作集中在描述高复杂性计算问题与物理系统状态之间的对应关系。结果表明,使用激子极化子,可以实现具有非平凡相配置的 𝑘 -局部哈密顿量,其中 𝑘> 2。除此之外,新贡献在于引入了复杂的耦合切换方法,提供了一种显著提高使用激子极化子平台解决优化问题的成功概率的方法,并且适用于一般的增益耗散模拟器。从算法的角度来看,可以将该方法用作传统计算机架构上的一种有用的启发式方法。此外,还考虑了不同计算任务之间的现有对应关系,并提出了将任意计算任务编码/解码到光学/光子硬件中的方法。考虑了最通用和最复杂的机器学习方法,并考虑了潜在的架构映射。结果表明,使用非线性自旋簇,可以近似预定的架构,累积误差很小,突破了可用计算的极限。这种新的替代方法允许人们在许多凝聚态系统上直接实现神经网络算法,具有各种优点,例如减少了实现更传统的神经网络实现方法所需的额外变量的开销。由于激子极化子具有有前途和诱人的特性,并且具有前瞻性技术,因此除了现有的应用外,还开展了潜在应用的研究,重点是周期性结构及其分析描述。通过强调分析形式,引入的方法可以确定凝聚态的速度分布如何随参数(例如捕获和耗散电位)而变化,从而避免大量计算。建立了行为和相图,为超快信息处理和模拟模拟器的可控激光或极化子流开辟了道路。总而言之,我们可以完全有信心地说,激子-极化子是一个有前途的平台,但尚未充分发挥其潜力。
我们对基于有限深度量子电路编码局部哈密顿量的基态的变分量子特征值求解器的精度进行了基准测试。我们表明,在有间隙相中,精度随着电路深度的增加而呈指数提高。当尝试编码共形不变哈密顿量的基态时,我们观察到两种状态。有限深度状态,其中精度随着层数的增加而缓慢提高;有限尺寸状态,其中精度再次呈指数提高。两种状态之间的交叉发生在临界层数处,其值随着系统尺寸线性增加。我们在比较不同的变分假设及其描述临界基态的有效性的背景下讨论了这些观察结果的含义。
玻色-爱因斯坦凝聚态 (BEC) 是物质的一种量子态,其中玻色子粒子在单一本征态中形成宏观种群。预测这种状态的理论 [ 1 ] 等待了 70 年才在实验室中被探索 [ 2 , 3 ],这一里程碑式的成就开启了近 30 年在超冷原子和量子模拟器领域的卓有成效的研究 [ 4 ]。然而,尽管取得了进展,常用的 BEC 测量技术在提供的信息方面并不完整。成像是 BEC 测量技术的核心。通过将光照射穿过原子云并记录其投射的阴影,可以提取特定状态下原子的密度。通常有两种成像模式:原位,对仍在陷阱内的云进行成像,或飞行时间 (TOF)。后者通过打开陷阱并记录云膨胀后的原子密度来完成 [ 5 ];它类似于在光学中测量“远场”的强度。如果粒子在膨胀过程中不相互作用,并且云的初始尺寸相对于最终膨胀尺寸可以忽略不计,则 TOF 图像提供云的动量分布,即波函数的空间傅里叶变换的幅度。如果存在相互作用,但最终密度足够低,以至于它们可以忽略不计,则测量的动量分布的动能反映初始动能加上相互作用能。这些成像模式仅捕获状态的部分信息,因为它们仅在单个时间点和单个平面上测量密度,无论是原位还是 TOF。然而,BEC 是量子对象,因此它们是物质波 [6],其特征是振幅和相位。因此,要表征 BEC,必须在它们演化过程中获得其在空间中任何地方的振幅和相位的完整图。因此,依靠这两种模式,创新的
沈志勋教授在凝聚态物理和复杂材料研究中做出了开创性工作,是学术界 公认的 凝聚态物理领域国际一流科学家。他获得物理领域一些最重要的国 际奖项: 2000 年第一个获得世界超导实验物理最重要大奖:卡梅琳 - 昂尼斯 奖( H. KamerlinghOnnes Prize ) ;2009 年获美国能源部代表美国总统颁发的 科学大奖:欧内斯特 • 奥兰多 • 劳伦斯奖 ;2011 年获美国物理学会凝聚态物理 最高奖:奥利弗 • 伯克莱 (Oliver E. Buckley) 奖; 2013 获中国科学院爱因斯坦 讲席教授称号。从教至今,培养了一大批学生,其中近二十人成为国际知 名大学的教授,包括美国的加州大学伯克利分校 , 康奈尔大学 , 约翰霍普金斯 大学,普林斯顿大学,德州大学,日本的东京大学,英国牛津大学,瑞士 的日内瓦大学。另有三位回到中国,分别担任中科院超导国家重点实验室 主任,复旦大学应用表面国家重点实验室主任,以及中科院上海分院的 “千人计划”教授。拥有多项美国专利 , 涉及新能源,新材料,半导体与纳 米材料度量,传感,与检测。
在物理学中,对称性为理论的性质提供了重要线索。例如,如果同时用 S 极替换磁场中的 N 极,用 N 极替换 S 极,即使磁场的方向已反转,物体所受的力和磁场中储存的能量仍保持不变。这是因为描述磁场的方程式相对于交换 N 极和 S 极的操作是对称的。
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