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World File Search System制冷机
扶手椅型（7, 7）和锯齿型（12, 0）氮化硼纳米管的光电特性：理论研究
碳纳米管已被广泛研究。它们的直径和手性赋予它们半导体和金属特性，使其在单电子晶体管、气体存储材料和磁制冷机等纳米级器件中具有吸引力 [1]。此外，一些研究集中于氮化硼 (BN) 纳米材料，包括 BN 纳米管、BN 纳米胶囊、BN 纳米颗粒和 BN 簇。BN 纳米管的结构类似于碳纳米管，由交替的硼原子和氮原子组成，它们完全取代石墨状薄片中的碳原子，原子间距变化很小。1981 年，Ishii 等人报道发现了具有竹子状结构的一维氮化硼 (BN) 纳米结构，他们将其称为 BN 晶须 [2]。然而，直到 1994 年，才首次在理论研究中提出了具有完美管状结构的 BN 纳米结构的存在 [3]，之后才于 1995 年通过电弧放电合成。在随后的几年中，大部分研究都集中在合成氮化硼纳米管 (BNNT) 和表征其结构上。近年来，人们对氮化硼纳米管 (BNNT) 的兴趣日益浓厚，因为它们在所有配置中都具有半导体特性，具有较宽的带隙。这些特性使它们特别适合开发紫外发光装置和太阳能电池中的各种应用。此外，它们在极端条件下保持稳定光电特性的能力为新材料开辟了新方向。
量子计算机的趋势和展望
*1 K（开尔文）单位是热力学温度的单位，绝对零度（0K）相当于-273.15℃。超导型在约10mK（-273.14℃）的环境下工作，半导体型在约100mK（-273.05℃）至1.5K（-271.65℃）的环境下工作，因此与超导型相比，半导体型有望实现稀释制冷机的小型化。 *2 PsiQuantum 的单光子技术需要一个大型冰箱来冷却光电探测器。 *3 虽然无法进行通用计算，但已经开发了中性原子方法：289个量子比特（QuEra，专用于一类组合优化问题）和光学方法：216个量子比特（Xanadu，专用于高斯玻色子采样）。 *4 请参阅 Pasqal 的《绿色计算路线图中的量子计算》。作为指导原则，8 榻榻米房间的制冷能力约为 2.5kW。值得注意的是，数值会根据每种方法所操作的组件和量子比特的数量而变化，而且当前量子计算机能够解决的问题都不是小规模或实用的，因此很难与当前的经典计算机进行简单的比较。 *5 维持量子态所需的时间。如果相干时间太短，量子态就会被破坏，产生噪声，降低计算的准确性。 *6 保真度是表示两个量子态接近程度的指标，代表量子电路计算的准确性。
研究基于氢的非传统光伏储能技术在多能源系统生态能量优化中的应用
摘要：通过将多种能源载体与相关技术相结合，多能源系统 (MES) 可以利用它们相互作用产生的协同效应，实现脱碳的多种益处。在这样的背景下，在可再生电力供应过剩时期纳入 Power-to-X 技术，可以消除削减可再生电力发电的需要。为了在不忽视 MES 的经济可行性的情况下实现其环境效益，优化设计问题至关重要且具有挑战性，需要采用多目标方法。本文扩展了前人的研究成果，通过研究基于氢的非传统光伏电力存储，实现 MES 的生态能源优化。所研究的系统由可逆燃料电池 (r-SOC)、光伏 (PV)、电热泵、吸收式制冷机和热存储组成，可满足住宅终端用户的多能源需求。建立了一个多目标线性问题来寻找最佳 MES 配置，包括所涉及技术的规模，目标是降低年度总成本和化石一次能源投入。将模拟结果与之前使用传统纳米电网的研究结果进行了比较，其中采用燃气内燃机和电池的热电联产 (CHP) 系统代替 r-SOC。与传统纳米电网相比，非传统纳米电网的优化配置可实现最大 66.3% 的一次能源减少。面对环境效益，非传统纳米电网导致年度总成本增加，与传统纳米电网相比，增加幅度在 41-65% 之间。
用于量子工程的低温电子学
数千到数百万个敏感信号需要通过稀释制冷机的所有温度阶段进行传输，以操作由许多量子位组成的未来大规模量子处理器。导热同轴电缆数量的激增将超出制冷机的冷却能力，对量子核心造成不利影响。将控制电子设备降至低温允许使用现有的超导电缆，减轻低温阶段之间的热传导，并且似乎是实现操作量子位数可扩展性的明确途径。这项博士论文旨在探索在低温下将工业 CMOS 28nm 全耗尽绝缘体上硅 (FD-SOI) 技术用于量子计算应用。我们的第一个目标是将有关低温下 FD-SOI 28nm 晶体管的稀疏现有知识扩展到电路设计的实际方面，然后用于开发紧凑模型。为了加快对具有长达一小时的固有冷却周期的单个器件的表征，我们设计了一个集成电路，该集成电路多路复用了数千个具有不同几何形状和栅极堆栈类型的晶体管，用于低频测量电流-电压特性和从 300 到 0.1K 的配对分析。我们讨论并分析了不同温度下电路设计中重要量的变化趋势，例如跨导、电导和单个晶体管的跨导与漏极电流比。其次，我们探索了半导体量子器件与经典电子器件的低温共积分和全片上集成，旨在实现低至毫开尔文范围的特定测量。我们首先通过设计和表征低功耗跨阻放大器 (TIA) 来关注量子点器件的亚纳安电流测量。高增益放大器成功应用于测量单量子点和双量子点器件的电流，这些器件分别通过引线键合几毫米或片上集成几微米。为了进一步利用集成到同一基板的优势，我们将 GHz 范围的压控振荡器连接到双点的其中一个栅极，以尝试观察完全集成设备中的离散电荷泵。最后，我们提出了一种新的测量方案，利用低温电子学功能作为众所周知的反射测量法的替代方案，解决了单个量子器件栅极电容的测量问题。通过在 200 MHz 范围内集成电压控制电流激励和电压感应放大器，两者都靠近连接到 LC 槽的量子器件，器件电容变化的读出电路变成纯集总元件系统，具有谐振电路的阻抗测量，而没有任何像反射法中那样的波传播。这种方法增加了测量装置的简单性和紧凑性。我们甚至用由晶体管和电容器组成的有源电感器取代了反射法中使用的笨重无源电感器，在相同电感下面积降低了 3 个数量级，从而提供了更好的可扩展性。由此产生的电路成功测量了 4.2K 下纳米晶体管的 aF 电容变化，揭示了栅极电容中随栅极和背栅极电压而变化的振荡量子效应。在这篇论文的最后，给出了一幅与电路架构和设计相关的挑战的图景，最终目标是进入大规模量子处理时代。
热声制冷的理论与实验分析
图1.Wheatley 使用的热声系统剖面图 10 图 2.带有支撑结构的三板热声耦合示意图，其中一个热电耦合在 C 和 H 处安装有连接点，用于感应耦合器之间的温差。(Wheatley 等人，1983 年) ......................................................................................... 12 图3.Garrett (1991 年) 使用的四分之一波长热声制冷机示意图。虚线表示管内的压力分布 ...................................................................................... 15 图4.用于分析的带有板和间距厚度的坐标系的扩展视图 ...................................................................................... 29 图5.该图显示了平均温度下能量通量 H（瓦特）和波长 X(m) 随频率 f（Hz）的变化 ............................................................................................. 41 图6.该图显示了图中给出的参数下声功率 W（瓦特）随频率 f（Hz）的变化。5 ........................................... 42 图7.该图显示了图5 ......................................................................................... 43 图8.该图显示了图5 ....... 44 图9.5 ....... 45 图10.11.12.该图显示了在图 5 中给出的参数下声功率 W（瓦特）随压力幅度 PI（帕斯卡）的变化。该图显示了 COP 随压力幅度的变化。在图 5 中给出的参数下 Pi（帕斯卡）。5 ......................................................... 46 图该图显示了在图 5 中给出的参数下速度 u i 随压力 Pi（帕斯卡）的变化。5 ........................................................... 47 图该图显示了在图 5 中给出的参数下能量通量 H（瓦特）随管半径 R（米）的变化。 ................................ 48 图13.该图显示了在图 5 中给出的参数下声功 W（瓦特）随管半径 R（米）的变化。5 ................................................ 49
热电联产 (CHP) - Solaripedia
自 1995 年以来，高通一直维护和运营其“P”热电联产厂。“P”热电联产厂支持超过 200 万平方英尺的园区，其中包括高通公司总部、演讲厅、自助餐厅、医疗中心、工程和研究办公室、实验室、数据中心、网络运营中心、卫星通信枢纽、原型制造和三个停车场。1995 年，高通安装了 2.4 兆瓦 (MW) 燃气轮机热电联产系统，由三台 800 千瓦 (kW) Solar Turbine Saturn 发电机组成。800 kW 涡轮机使用天然气运行，但如果天然气供应中断，可以切换到使用喷气燃料运行。涡轮机产生的废热被送到热回收装置，产生热水，用于为吸收式冷水机组供电。基于对原燃气轮机系统的积极体验，高通在 2005 年启动园区扩建时增加了对热电联产的依赖。作为扩建的一部分，高通增加了一台 4.5 MW Solar Mercury 50 燃气轮机和一台 Broad 1,400 吨吸收式制冷机，后者由涡轮机废气直接驱动，以帮助满足不断增长的场地电力和冷却需求。“P”园区热电联产厂每年可节省 500,000 美元的运营成本。通过为设施提供热水的热回收装置，每年可额外节省 100,000 美元。现场发电还可每年减少 1400 多万千瓦时 (kWh) 的公用电力需求，从而节省另外 122,000 美元。CHP 系统每年节省的总成本高达 775,000 美元。
![arXiv:2005.09275v1 [quant-ph] 2020 年 5 月 19 日](/simg/0\07b08e3bb3d4d51305b0744e482e6a4c7d2fe367.webp)
arXiv:2005.09275v1 [quant-ph] 2020 年 5 月 19 日
长寿命多模式量子比特寄存器是模块化量子计算架构的一项使能技术。为了与超导量子比特接口，这样的量子存储器应该能够长时间存储单光子级的传入量子微波场，并按需检索它们。在这里，我们使用类似 Hahn 回声的协议，展示了硅中铋供体自旋集合中一串弱微波场的部分吸收、100 毫秒的存储和检索。通过在时钟跃迁时对铋供体施加偏置，可以获得长存储时间。在存储器中，相位相干性和量子统计得以保留。量子存储器作为一种基于物质的巡回量子比特信息存储介质，已被公认为量子技术中的一个重要组成部分，为量子中继器等应用奠定了基础 [ 1 ]。与传统计算中的存储器类似，量子存储器提供的存储时间与处理量子位的数据寿命相比更长，而且密度更高，例如当使用多模存储器来存储大量状态时。这些属性通常对量子计算架构有益，支持高度模块化的方法。受这种可能性的启发，人们开发了光领域的量子存储器，特别是使用稀土离子掺杂晶体，达到了高效率[2]，存储时间在毫秒范围内[3]。适合与超导量子处理器接口的量子存储器必须在微波范围内工作，这需要在稀释制冷机中在毫开尔文温度下工作。具有长存储时间的微波多模量子存储器将成为基于超导量子位的量子计算架构中一个强大且用途广泛的新组件。例如，它可以用于实现运行具有高度内部连接性和内置长期存储器的量子图灵机架构的子处理器[见图 1 （ A ） ] [ 4 ]，有助于克服当今超导量子比特处理器的一些局限性 [ 5 – 7 ]。
基于云的 NISQ 量子计算机可靠性的长期分析
不同类型的环境干扰以及量子计算机本身控制中的噪声。环境变化或设备本身的变化都会影响 NISQ 计算机的可靠性和运行。为了让用户可以使用这些 NISQ 量子计算机，越来越多的公司将它们部署为基于云的加速器。如今，公共云基础设施已经允许按需轻松访问来自不同制造商的各种量子计算机。IBM Quantum [6]、Amazon Bracket [1] 和 Microsoft Azure [12] 等基于云的服务是为用户提供超导量子计算机远程访问的服务之一。虽然用户可以借助基于云的服务轻松访问设备，但他们无法控制物理设备及其环境。对于想要使用硬件的用户来说，了解硬件的运行以及硬件中的任何物理或环境变化至关重要。通过分析 IBM Quantum 的真实量子计算机历史校准数据 [ 6 ]，我们证明 IBM Quantum 提供的计算机会经历许多事件，例如量子比特频率发生突变或频率在一段时间内波动。频率本身的变化并不重要。但是，它们可以用作机器环境或物理变化的指标。这些变化反过来又可以与其他属性的变化（如门错误）相关联。通过跟踪量子比特频率的变化，用户可以使用显著的频率变化事件作为重新优化算法的触发器。此外，众所周知，超导量子比特设备对温度变化很敏感。频率变化可以指示用于容纳超导量子比特设备的低温制冷机的热循环。因此，跟踪量子比特频率变化可用于检测物理变化或对机器的篡改。因此，我们研究的一个关键结论是，为了充分描述量子计算机的行为，用户需要了解和跟踪传统指标之外的属性，例如量子比特退相干时间和门错误率。此外，通过历史设备数据，我们分析了不同设备之间的设备离线时间如何关联以及它们如何与频率变化相关联。我们发现了一些相关性，其中许多设备往往同时处于离线状态，这表明它们可能共享冷却、控制或其他基础设施。共享基础设施可能是一个潜在的故障点，希望在 NISQ 量子计算机上可靠地执行程序的用户可能希望避免使用可能共享全部或部分相同基础设施的机器。另一方面，我们还发现，许多频率变化事件与设备可能离线的时间段无关，这表明存在未知且未公开的原因
魔角石墨烯中多体波函数的量子纹理
方法样品制备使用“撕扯和堆叠”方法制造器件。用聚乙烯醇（PVA）拾取石墨烯和hBN。然后，将异质结构翻转到由甲基丙烯酸甲酯共聚物（Elvacite 2550/透明胶带/Sylgard 184）组成的中间结构上，并转移到具有 Ti/Au 电极的预先图案化的 SiO 2/Si 芯片上。将残留聚合物溶解在N-甲基-2-吡咯烷酮、二氯甲烷、水、丙酮和异丙醇中。我们进一步使用AFM尖端清洁和高温形成气体退火程序清洁样品表面。最后，将器件在170°C的超高真空中退火12小时，并在400°C下退火2小时，然后将其转移到STM中。 STM 测量 STM/STS 测量是在自制的稀释制冷机 STM 上进行的，其钨尖端在 Cu(111) 表面上制备。MATBG 的载流子密度由施加到简并掺杂 Si 的栅极电压 V g 和通过 Au/Ti 电极施加到 MATBG 的样品电压 V s 控制。dI/dV 是通过锁定检测由添加到 V s 的交流调制 V rms 引起的交流隧道电流来测量的。测量是在样品偏置电压 V s 接近零的情况下进行的，以避免由于 K 点或 M 点声子 43 引起的非弹性隧穿。序参数分解有关此过程的完整详细信息和说明，我们请读者参阅 SI。简而言之，大型低偏置 STM 图像被分割成较小的 0.25 - 1 nm 2 子区域。每个子区域都相对于每个子区域的中心进行傅里叶变换。我们对 FFT 峰值应用位置相关的相位因子，以强制跨子区域保持一致的原点。在 IVC 波矢处获得的每个局部 FFT 的三个独立复值分解为三个复 IVC 序参数（“IVC 键”、“IVC 位点 A”和“IVC 位点 B”），它们对应于 C 3 点群的三个不可约表示 {(1, 1, 1)、(1, ω, ω 2) 和 (1, ω 2 , ω)，其中 ω ≡ e 2πi/3 }。根据构造，如果 LDOS 是莫尔周期的，则这些序参数也是莫尔周期的。参考文献：1. Cao, Y. 等人。魔角石墨烯半填充时相关绝缘体的行为
通过秒级的室温光子逻辑量子比特......
任何构建相干量子硬件的尝试都会遭到环境的无情有害影响。为了对抗它，当今所有新兴的量子计算机都必须冷却到低温。超导量子电路需要稀释制冷机来消除热噪声1、2，离子阱处理器则需要冷却到10K以下以减少与杂散气体分子的碰撞3。这种冷却需求给量子信息处理的许多潜在应用带来了问题；它大大降低了便携式设备的前景，并严重影响了作为通信网络中继器和路由器大规模部署的成本和实用性。即使是采用单点缺陷（例如色心或稀土杂质）的光路也需要低温来减少热线展宽4-6。采用探测器作为唯一非线性元件的线性光学方案也是如此（在这种情况下是为了避免因低效检测而产生的开销）7、8。目前，只有少数平台似乎具有在室温和大气压下进行量子处理的潜力9-12。我们探索采用体光学非线性的光子电路，因为它们的非线性元件特别有前途。体非线性元件不仅不受热激发，而且由于其尺寸，受热展宽的影响较小。直到最近，实现具有体非线性的量子装置的可能性似乎还很遥远，这既是由于这些非线性的弱点，也是由于波包畸变的问题13-18。材料非线性有效强度的实质性进展、超约束腔的引入19-21以及波包畸变的相对简单的解决方案22-24改变了这种前景。实现非线性光子量子电路的物理技术并不是实现室温量子逻辑的唯一挑战。从实用性角度来看，必须使用最强的可用非线性、领先阶 χ (2) 非线性磁化率来实现这种逻辑，并且为了实现高效的室温操作，逻辑和纠错电路应避免测量或前馈控制。使用光子进行信息处理有两种基本方法。第一种是使用单轨或双轨编码，其中每种模式包含的光子不超过一个 25 。虽然这种方法的优点是可以使用完善的量子位模型的所有电路构造，但即使是为了纠正单个光子的丢失，也会导致电路复杂化。用于此目的的最小代码使用五种模式（双轨编码为十种）26、27。虽然针对五量子比特代码的最小电路的研究很少，但从七量子比特 Steane 代码的电路来看，我们估计它至少需要 9 个额外模式和 30 个以上的 CNOT 门。另一种方法是使用每个模式使用多个光子的玻色子码，但在这种情况下，实现纠错所需的门和电路还远未明朗，更不用说如何实现这些具有 χ (2) 相互作用的门了。虽然已经阐明了玻色子码的显式纠错程序 28 – 32 ，但它们都涉及非拆除或光子数分辨测量。目前尚不清楚如何构造所需的幺正多光子操作来取代仅使用 χ (2) 非线性的这种测量，或者这样做的复杂性。迄今为止，唯一明确构建的用于校正玻色子码的幺正电路是使用理想化 χ (3) 介质 33 的 40 层神经网络。在这里，我们提出了一种仅使用固定 χ (2) 非线性在多模多光子态上实现全幺正（因而是室温）量子逻辑的方法。该范式以具有时间相关驱动的单个三重谐振腔作为其基本模块，大大降低了实现所需的物理电路的复杂性