腔量子电动力学通过将谐振器与非线性发射器 1 耦合来探索光的粒度,在现代量子信息科学和技术的发展中发挥了基础性作用。与此同时,凝聚态物理学领域因发现底层拓扑 2 – 4 而发生了革命性的变化,这种拓扑变化通常源于时间反演对称性的破缺,例如量子霍尔效应。在这项工作中,我们探索了拓扑非平凡的 Harper-Hofstadter 晶格 5 中 transmon 量子比特的腔量子电动力学。我们组装了铌超导谐振器 6 的晶格,并通过引入亚铁磁体 7 来破缺时间反演对称性,然后再将系统耦合到 transmon 量子比特。我们用光谱方法分辨晶格的各个体模式和边缘模式,检测激发的 transmon 和每个模式之间的 Rabi 振荡,并测量 transmon 的合成真空诱导兰姆位移。最后,我们展示了利用 transmon 计数拓扑能带结构每个模式内单个光子 8 的能力。这项工作开辟了实验手性量子光学 9 领域,使微波光子的拓扑多体物理成为可能 10,11,并为背向散射弹性量子通信提供了途径。由光构成的材料是量子多体物理学的一个前沿 12 。依靠非线性发射器来产生强光子 - 光子相互作用和超低损耗超材料来操纵单个光子的属性,这个领域探索了凝聚态物理和量子光学的接口,同时生产用于操纵光的设备 13,14。最新研究成果表明,光子在具有拓扑特性15的光子中会经历圆形时间反转破缺轨道,这为探索诸如(分数)量子霍尔效应2、3、Abrikosov晶格16和拓扑绝缘体4等固态现象的光子类似物提供了机会。在电子材料中,圆形电子轨道是由磁或自旋轨道耦合4产生的。与电子不同,光子是电中性物体,因此不会直接与磁场耦合。因此,人们正在努力为光子生成合成磁场,并更广泛地探索在合成光子平台中拓扑量子物质的概念。光学和微波拓扑光子学都在这一领域取得了重大进展。在硅光子学 17、18 和光学 19、20 中,通过在偏振或空间模式中编码伪自旋,已经实现了合成规范场,同时保持了时间反转对称性。在射频和微波超材料中,已经探索了具有时间反转对称性 21、22 和破缺时间反转对称性的模型,其中时间反转对称性破缺由以下因素引起:
第2章。收费和导体(68 pp。)2.1。极化和筛选2.2。电容2.3。最简单的边界问题2.4。使用其他正交坐标2.5。可变分离 - 笛卡尔坐标2.6。可变分离 - 极性坐标2.7。可变分离 - 圆柱坐标2.8。可变分离 - 球形坐标2.9。电荷图像2.10。Green的功能2.11。数值方法2.12。运动问题(47)
。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。高Q超级导电遣返器,并将其视为由假设的轴突ole介导的逐灯散射的检测器。量子电动力学:Euler -Heisenberg(EH)相互作用。光子频率和模式转换对于检测这种罕见的E V的方案至关重要。超级传导遣返器的非导纳设备。将电磁场限制在超导RF腔的真空区域的Meissner scr频率是EM场在真空– Superpocducducductionfucting界面处的非线性函数,因此可以产生CAV-ITY中微型光照射子的频率转换。在本报告中,我们考虑了具有高质量因子的光子频率和模式转换,该谐振器具有高质量的因子,来自Meissner电流的单个和双腔内电流中的高质量因素,该谐振器提出了基于光线散射的轴和QED搜索。在具有两个泵模式的单个腔中,Meissner筛选的光子频率转换率在Q≲1012的腔中通过EH相互作用来主导光子的产生。Meissner电流还生成背景光子,以限制三模式单腔设置中的轴轴检测的操作。我们还考虑将光子从泵模式泄漏到轴和EH介导的光线散射的信号模式中。EH相互作用通过EH相互作用的光子频率转换可以与Meissner竞争,并在超高Q型腔中的泄漏辐射和泄漏辐射范围内,这超出了当前最新技术状态。Meissner辐射和泄漏背景可以在双腔设置中抑制具有适当选择的泵和观众模式的选择,以及针对杂差检测银河系轴线暗物质的单腔设置。
摘要:在此,我们在感应方程(麦克斯韦方程之一)中引入了一个附加项。应用标量和矢量势的相关拉格朗日形式适用于此修改的麦克斯韦方程。在哈密顿原理的框架内,我们能够推导出场变量电场 E 和磁感应 B 具有负“质量项”的克莱因-戈登方程。我们可以从方程的数学结构得出结论,出现了排斥相互作用。可以计算出当前情况下的惠勒传播子,由此可以讨论场的时间演化。尽管这些方程具有快子解,但结果符合因果关系原理。根据该理论,场中可能会出现自发电荷分离过程。
在设计光子的能量摩托明关系的同时,是许多线性,非线性和量子光学现象的关键,但可以通过采用光子浴本身的拓扑结构来实现一组新的光效率。在这项工作中,我们根据Su-Schrieffer-Heeger模型的光子类似物,实验研究了与超材料波导耦合的超导量子的特性。我们探索了与这种波导相连的Qubits的拓扑诱导特性,从定向量子量子 - 光子结合状态到拓扑依赖性的合作辐射效应范围。在此波导系统中添加Qubits还可以对形成有限波导系统形成的拓扑边缘状态进行直接量子控制,例如在构建拓扑受保护的量子通信通道时很有用。更广泛地说,我们的工作证明了拓扑波导系统在综合和研究具有异国情调长期量子相关的多体状态的机会。
*通讯作者。1 Max Planck物质结构和动态研究所,德国汉堡。2物理系,哥伦比亚大学,美国纽约,美国。 3 rwth Aachen University和Duture Information Technology的Jara-Fundamentals,Aachen,Aachen,Div foreire der der der statistischen physik。 4日本杜斯库巴国家材料科学研究所电子和光学材料研究中心。 5日本杜斯库巴国家材料科学研究所材料纳米构造研究中心。 6计算量子物理中心,西蒙斯基金会基金研究所,美国纽约,美国。 7 Cnano-BiospectRoscopy Group,Dectionalmo de Fisica de Materiales,San Sebasti´an,San Sebasti´an大学。 8理论物理学研究所和不来梅计算材料科学中心,德国不来梅大学,德国不来梅大学。 9 Laboratoire de Lecole de L'Ecole Normale Sup´erieure,Universit´e PSL,CNRS,Sorbonne Universit´e,Paris-Cit´eo,Paris-cit´eo,Paris,Paris,France。 法国德国大学学院10大学。2物理系,哥伦比亚大学,美国纽约,美国。3 rwth Aachen University和Duture Information Technology的Jara-Fundamentals,Aachen,Aachen,Div foreire der der der statistischen physik。4日本杜斯库巴国家材料科学研究所电子和光学材料研究中心。5日本杜斯库巴国家材料科学研究所材料纳米构造研究中心。6计算量子物理中心,西蒙斯基金会基金研究所,美国纽约,美国。7 Cnano-BiospectRoscopy Group,Dectionalmo de Fisica de Materiales,San Sebasti´an,San Sebasti´an大学。8理论物理学研究所和不来梅计算材料科学中心,德国不来梅大学,德国不来梅大学。 9 Laboratoire de Lecole de L'Ecole Normale Sup´erieure,Universit´e PSL,CNRS,Sorbonne Universit´e,Paris-Cit´eo,Paris-cit´eo,Paris,Paris,France。 法国德国大学学院10大学。8理论物理学研究所和不来梅计算材料科学中心,德国不来梅大学,德国不来梅大学。9 Laboratoire de Lecole de L'Ecole Normale Sup´erieure,Universit´e PSL,CNRS,Sorbonne Universit´e,Paris-Cit´eo,Paris-cit´eo,Paris,Paris,France。法国德国大学学院10大学。
带有超级传导电路的电路量子电动力学(CQED)[1]是一个强大的平台,用于芯片量子光学元件和量子信息[2]。杂交超导电路根据其他系统与微波光子或人工原子的相互作用提供了对相干量子性能的访问[3-5]。近年来,通过用基于半导体的(s -n -s)JJS来代替常规铝(s -i -s)JJS(例如inas nanowires [6,7],(7],gasene)[8]和绘制图8和绘图[8],已经实现了多种混合超导码头。 对于这些s-n-s JJS,正常或半导体与超导材料接触,这使得由于超导接近效应而导致超电流到流量[11]。 Andreev Refrections [12-14]描述了此类设备中库珀的运输。 可以通过在附近的栅极电极上施加电压来调整半导体的电导率,该电极调整了库珀对运输的调整,从而调整了交界处的约瑟夫森能量。 这些半导体 - 超导体混合量量子的强大技术动机是实现栅极电压已经实现了多种混合超导码头。对于这些s-n-s JJS,正常或半导体与超导材料接触,这使得由于超导接近效应而导致超电流到流量[11]。。可以通过在附近的栅极电极上施加电压来调整半导体的电导率,该电极调整了库珀对运输的调整,从而调整了交界处的约瑟夫森能量。这些半导体 - 超导体混合量量子的强大技术动机是实现栅极电压
摘要:将分子耦合到光腔内的量化辐射场已显示出巨大的前景,可以改变化学反应性。在这项工作中,我们表明,可以通过将反应与腔反应强,产生正骨 - 或para取代的产物而不是元产品来从根本上改变硝基苯的基础选择性。重要的是,这些是从腔体以外的同一反应中获得的产物。最近开发的AB从头算法用于理论上计算阳离子卫星中间体的相对能量,这表明所有产品的动力学优选的溴化位点。对腔内和外部的蜂巢中间体的地下电子密度进行分析,我们演示了强耦合如何引起分子电荷分布的重组,这又导致不同的溴化位点直接取决于空腔条件。总体而言,此处介绍的结果可用于了解腔体从机械的角度使用对基态化学反应性的变化,并将前沿理论模拟与最先进但现实的实验腔条件直接连接。■将耦合分子偶联到光腔内的量化辐射场中产生一组光子 - 物质杂种态,称为polaritons。这些极化状态通过调整物质的特性以及光子的特性来以一般和便捷的方式改变化学反应性。23请注意,尽管将极化子用于新的化学的理论预测广泛地,但1已在实验上证明的很大程度上与北极星修饰的反应动力学有关。例如,富尔吉德或类似分子的电子激发态之间的集体耦合以及光腔内量化的光子模式,所谓的电子强耦合(ESC),以增强或抑制光化异构化反应。2,3在另一个示例中,振动激发共同与微腔的光子激发(通常称为振动强耦合(VSC))共同耦合,导致化学动力学可以增强4、5或抑制。6-8在这两个集体耦合方案中,反应的动力学发生了变化,但重要的是,与腔体以外的相同反应相比,没有生成新的产品。最近的理论研究1,9表明,可以通过将分子的电子状态与空腔光子模式耦合来显着修改分子系统的基态。10-20,特别是,已经表明,腔体可以修改Diels- alder反应的内部/EXO选择性,21,22修改了地面质子转移反应屏障和驱动力15,16,并选择性地控制点击反应的乘积。
由于石墨烯准粒子的特定特征,可以将量子场理论与凝结物理学之间的物理学提供了重要的联系。在这种情况下给出的一种有希望的结果的方法是量子电动力学减少。在这项工作中,我们考虑了这种形式主义对弯曲空间的自然概括。作为一种应用,我们计算了石墨烯的单环光导率,考虑到曲率诱导的缺陷的存在,例如脱节和由于热闪光而导致的涟漪。这些缺陷是通过曲率效应建模的。当呈正面弯曲时,可以通过考虑合适的化学潜力来局部纳入这些效应,至少就自由费米昂电导率而言。此外,我们证明了这种影响如何有助于最小电导率的决定性增加。