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二维材料由于其超薄的厚度和超高的表面积与体积比而拥有奇特的物理和化学特性。单层过渡金属二硫化物 (TMDCs) 半导体表现出可调的光致发光 (PL),可以通过应变和掺杂等外部扰动来操纵。例如,单层 MoS 2 拥有应变可调的能带结构,表现出可用于光伏 [1] 的宽带光吸收和可用于量子信息 [2] 应用的有前途的单光子发射。单层 MoS 2 还表现出由化学 [3] 或静电掺杂 [4] 引起的接近 1 的 PL 量子产率,从而可以开发高效的发光二极管 [5] 或激光器 [6]。为了探测外部扰动,拉曼光谱是一种强大且非破坏性的工具,可以定量确定应变和掺杂对 MoS 2 的影响。尽管应变和掺杂对
量子技术(包括通信、计算和传感)在很大程度上依赖于量子系统的特性(包括自旋和光子)来编码、处理和传输信息。纳米材料中的原子缺陷(例如金刚石纳米晶体和六方氮化硼 (hBN))代表了这些技术的有前途的平台。这些由晶格不规则性形成的缺陷中心在紧凑性、可扩展性和可集成性方面具有无与伦比的优势,使其成为先进量子设备的首选。然而,退相干和外部扰动带来的挑战限制了系统性能,仍然是重大障碍。
通过连续体(BICS)中的结合状态构建高度局部的波场,可促进增强的波浪互动,并为高灵敏设备提供方法。弹性波可以携带复杂的极化,因此与BIC形成中的电磁波和其他标量机械波的不同,尚未充分探索和利用。在这里,我们报告了对羔羊波导侧支支撑的局部共振模式的研究,该模式由两对共振支柱支撑,并显示了两组具有不同极化或对称性的弹性BIC的出现。,两组BIC对外部扰动表现出明显的反应,基于该反应,提出了具有增强敏感性的无标签感应方案。我们的研究揭示了弹性介质中复杂的波动力学引起的BIC的丰富特性,并证明了它们在传感和检测中的独特功能。
用于计量的量子系统可以提供比传统系统更高的精度。可以通过最大化量子 Fisher 信息 (QFI) 来优化量子传感器的设计,该信息表征了理想测量的参数估计精度。在这里,我们将量子系统的响应视为一种估计已缓慢开启的外部扰动强度的方法。推导出 QFI 的一般表达式,该表达式也适用于有限温度下热力学极限下的相互作用多体系统,并且可以与线性响应传输系数相关联。对于量子点纳米电子器件,我们表明电子相互作用可以导致 QFI 随系统尺寸呈指数级缩放,强调量子资源可以在整个 Fock 空间中得到利用。电压和场的精确估计也可以通过实际的全局测量(例如电流)来实现,这使得量子电路成为计量应用的良好候选者。
本文介绍了一种受量子计算启发的经济学方法,其动机是开发一致的经济学量子数学框架。传统的新古典主义方法假设理性的效用优化者会将市场价格推向稳定的平衡,但会受到外部扰动或市场失灵的影响。虽然这种方法影响巨大,但在 2007/8 年金融危机之后,它受到了越来越多的批评。相比之下,量子方法本质上是概率性和动态的。决策者不是通过效用函数来描述的,而是通过指定交易概率的倾向函数来描述的。我们展示了如何使用简单的量子电路来生成适当的倾向函数,来建模许多认知现象,例如偏好逆转和分离效应。相反,可以通过熵力量化一般的倾向函数,以结合干扰和纠缠等表征人类决策的效应。讨论了经济学和金融学中一些常见问题和主题的应用,包括量子人工智能的使用。
机器人将成为我们日常生活的一部分。他们将在复杂,危险或重复性的任务中为我们提供支持。在过去的十年中,如果经过适当的培训,我们已经看到了机器人如何解决复杂的任务。这些进步使它们更接近与人类一起部署它们的目标。但是,这些机器人仍然不足以使我们相信它们。我们的机器人必须对外部扰动具有鲁棒性,并适应环境的变化及其配置,例如物理损害。在此项目中,您将研究机器人学习或进化计算等最新的机器人学习范式,并开发出可靠和适应性控制的新型算法。用这些算法控制的机器人将解决复杂的任务,例如在粗糙的地形上导航或操纵物体,同时保持健壮并适应不可预见的情况。您将与我们新近获得的四足动物,六角形和机器人手臂一起工作。您将可以访问我们新的高性能计算机设施,以进行计算要求学习算法。该项目包括在高层发表
抽象的代谢组学研究需要深入了解酶动力学及其对复杂代谢网络中环境干扰的反应。本文提出了一种新颖的方法,将酶活性作为动态拓扑歧管建模,其中每个酶都表示为节点,并且它们的相互作用用微分方程描述。这些方程式既说明了补偿性相互作用和外部扰动,又模拟了酶如何动态稳定其活性,以响应不同的条件。我们使用图理论来探讨该模型可视化酶相互作用的应用,以表示网络结构和颜色梯度以说明相互作用强度。引入了多次干扰,以分析网络随着时间的推移的弹性和适应性。结果提供了对酶网络中补偿机制的见解,从而通过静态和动态表示提供了全面的可视化。我们的方法可以更好地理解酶促系统如何缓冲突变和环境压力源,从而有助于更广泛的系统生物学和代谢组学领域。
摘要:纳米级机械谐振器引起了信号处理,传感器和量子应用的广泛关注。纳米结构中超高Q声腔的最新进展允许与各种物理系统和高级功能设备进行牢固的相互作用。那些声学腔对外部扰动高度敏感,由于这些响应是由几何和材料确定的,因此很难控制这些共振特性。在本文中,我们通过在光力学系统中混合高阶Lorentzian响应来演示一种新型的声学共振调节方法。使用弱耦合的语音晶体声腔,我们实现了二阶和三阶洛伦兹响应的连贯混合,这能够具有与设备的声学耗散率相当的共振范围的带宽和峰值频率的微调和峰值频率。这种新颖的共振调节方法可以广泛应用于洛伦兹响应系统和光学机械,尤其是针对环境波动和制造误差的主动补偿。关键字:光子综合电路,硅光子学,声学效应,片上布里群散射,光学机械
摘要 本文提出了一种稳健的非线性飞行控制策略,该策略基于增量控制行为和反步设计方法相结合的结果,适用于由严格反馈(级联)非线性系统描述的飞行器。该方法称为增量反步,使用执行器状态和加速度估计的反馈来设计控制行为的增量。与反步相结合,所提出的方法可以逐步稳定或跟踪非线性系统的外环控制变量,同时考虑较大的模型和参数不确定性以及外部扰动和气动建模误差等不良因素。这一结果大大降低了对建模飞机系统的依赖,克服了传统的基于模型的飞行控制策略的主要稳健性缺陷。这种建议的方法意味着在动态模型的准确知识和飞行器传感器和执行器的准确知识之间进行权衡,这使得它比基于识别或模型的自适应控制架构更适合实际应用。针对一个简单的飞行控制示例,仿真结果验证了所提出的控制器在气动不确定性条件下相对于标准反步方法的跟踪能力和卓越的鲁棒性。