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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
观察由数百微米表面声子极化子传播距离介导的热传输
微纳米电子器件中的有效散热需要在室温以上运行的热载体长距离传播。然而，热声子（介电纳米材料中的主要热载体）仅在几百纳米之后就会耗散热能。理论预测表面声子极化子 (SPhP) 的平均自由程可达数百微米，这可能会改善纳米材料的整体散热。在这项工作中，我们通过实验证明了 SPhP 的这种长距离热传输。使用 3 x 技术，我们测量了不同加热器-传感器距离、膜厚度和温度下 SiN 纳米膜的平面内热导率。我们发现薄纳米膜支持 SPhP 的热传输，这可以通过热导率随温度升高而增加来证明。值得注意的是，距离加热器 200 lm 处测得的热导率始终高于距离加热器 100 lm 处测得的热导率。这一结果表明，SPhP 的热传导至少在数百微米范围内呈准弹道形式。我们的研究结果为室温以上宏观距离的相干热操控铺平了道路，这将影响热管理和极化子学的应用。
采样加速了对收敛导电性和辐射特性的声子散射速率的预测
热导率和辐射特性的预测至关重要。然而，计算声子散射，尤其是对于四声子散射，可能非常昂贵，并且在考虑四光子散射后，硅的导热率显着较低，而在文献中没有融合。在这里，我们提出了一种使用最大似然估计的少量散射过程样本来估算散射速率的方法。散射速率和相关导热率和辐射特性的计算大大加速了三到四个数量级。这使我们能够使用32×32×32的前所未有的Q -MENS（在相互空间中离散的网格）来计算硅的四频散射并实现收敛的导热率值，从而同意实验更好。我们方法的准确性和效率使其非常适合对热和光学应用的材料进行高通量筛选。
从超快电子衍射和科学机器学习的声子传输的全景映射
有效运输，转换和储存热能在促进脱碳和减轻全球变暖方面起着不可分割的作用。[1]已针对纳米级[2]的热运输进行了重大努力，该应用是由热电学收获，[3]微电子中的热量管理等应用所驱动的，[4]高效率热储存系统，[5] [5]和结构材料的被动冷却。[6]但是，我们对声子热传输的理解在很大程度上受到了无法获得频率分辨的声子传输的实验工具的阻碍。可测量的电导率κ和界面热电导G是最重要的两个可测量的两个，但提供了有限的微型信息。另一方面，频率分辨的松弛时间τ（ω）和
使用阵列测量不同温度下硅膜中的声子平均自由程谱
了解声子平均自由程 (MFP) 是理解材料和纳米结构热性质的关键。尽管已有几个实验测量了块体硅中的声子 MFP，但是尚未通过实验直接测量薄膜中的 MFP 光谱。在这项工作中，我们通过实验探测了悬浮硅膜中的声子 MFP 光谱。首先，我们测量不同温度下带有狭缝阵列的膜的热导率。接下来，我们开发了一种完全分析程序来提取累积热导率与 MFP 的关系。由于膜边界的散射，在表面粗糙度为 0.2 nm 的 145 nm 厚的膜中测得的声子 MFP 比块体中的短。在室温下，声子 MFP 不超过 400 nm。然而，在 4 K 时，MFP 变得更长，并且一些声子可以弹道传播长达一微米。这些结果揭示了长期存在的一个问题：在基于硅膜的纳米结构中，不同温度下弹道声子传输范围。
石墨烯异质结构中的可调节电子芬式声子相互作用
Mir Mohammad Sadeghi 1+ , Yajie Huang 2+ , Chao Lian 3,4 , Feliciano Giustino 3,4 , Emanuel Tutuc 5 , Allan H. MacDonald 3 , Takashi Taniguchi 6 , Kenji Watanabe 7 , Li Shi 1,2*
连贯的声子穿过压力驱动的绝缘子向金属相变的超快光谱
如今，材料科学正在通过利用扰动技术来研究其动力反应，从而朝着对非平衡状态的材料的理解和控制。 从这个角度来看，超时光脉冲的使用似乎是一种相关方法，因为它可以选择性地解决固态系统，更尤其是电子的不同程度的自由度。 这种方法可以帮助解读电子相关性引起的物理现象，并补充一种更传统的方法，其中在热力学平衡下研究了材料的相图。 在这里，我们结合了飞秒光谱光谱和高压设置，以监视v 2 O 3薄纤维在压力驱动的绝缘子到金属过渡的超平衡光响应。 实验结果表明，在V 2 O 3薄片中使用相干声子作为热力学相标记的可能性。 此外，超快相干声子模式（1 g字符）的频率行为似乎反映了晶格和电子自由度之间的强耦合在临界压力周围的频率下方的明显下降的晶格和电子自由度之间的强烈耦合。如今，材料科学正在通过利用扰动技术来研究其动力反应，从而朝着对非平衡状态的材料的理解和控制。从这个角度来看，超时光脉冲的使用似乎是一种相关方法，因为它可以选择性地解决固态系统，更尤其是电子的不同程度的自由度。这种方法可以帮助解读电子相关性引起的物理现象，并补充一种更传统的方法，其中在热力学平衡下研究了材料的相图。在这里，我们结合了飞秒光谱光谱和高压设置，以监视v 2 O 3薄纤维在压力驱动的绝缘子到金属过渡的超平衡光响应。实验结果表明，在V 2 O 3薄片中使用相干声子作为热力学相标记的可能性。此外，超快相干声子模式（1 g字符）的频率行为似乎反映了晶格和电子自由度之间的强耦合在临界压力周围的频率下方的明显下降的晶格和电子自由度之间的强烈耦合。