变分量子算法 (VQA) 经典地优化参数化量子电路以解决计算任务,有望增进我们对量子多体系统的理解,并使用近期量子计算机改进机器学习算法。这类量子-经典混合算法面临的突出挑战是与其经典优化相关的量子纠缠和量子梯度的控制。这些量子梯度被称为贫瘠高原现象,在体积定律纠缠增长的情况下,它们可能会迅速消失,这对 VQA 的实际应用构成了严重障碍。受最近对随机电路中测量诱导纠缠转变研究的启发,我们研究了具有中间投影测量的变分量子电路中的纠缠转变。考虑 XXZ 模型的哈密顿变分拟定 (HVA) 和硬件高效拟定 (HEA),我们观察到随着测量率的增加,测量诱导的纠缠转变从体积定律到面积定律。此外,我们提供了证据表明,该转变属于随机酉电路的同一普适性类别。重要的是,该转变与经典优化中从严重到温和/无贫瘠高原的“景观转变”相吻合。我们的工作可能为通过在当前可用的量子硬件中结合中间测量协议来提高量子电路的可训练性提供一条途径。
摘要 本综述讨论了有机分子结晶多晶型之间的固-固相变分析。虽然活性药物成分 (API) 是综述的范围,但无论有机分子是否具有生物活性,都没有特别定义其在结晶状态下的相互作用。因此,其他小有机分子也已纳入本分析,在某些情况下也讨论了聚合物。本综述的重点是实验分析;但是,增加了计算和理论方法部分,因为这些方法变得越来越重要,并且显然有助于理解例如转变机制,因为结果可以很容易地可视化。讨论了晶体结构之间固-固相变的以下方面。讨论了涉及热力学平衡的多晶型之间的相变热力学以及与吉布斯自由能密切相关的变量温度和压力。讨论了有机结晶固体中的两种主要转变机制,即置换和协同转变。回顾了用于理解 API 不同多晶型之间的机制和热力学平衡的实验方法。本文讨论了多晶型物性的转换,并回顾了热存储和释放,因为这是固态相变的主要应用之一。限制相变对于药物产品的控制很有吸引力,本文对其进行了回顾,因为它可能有助于通过使用亚稳态相来提高 API 的生物利用度。最后,本文讨论了有机材料的二级相变,这种相变似乎很少见。可以得出的结论是,尽管人们对多晶型和相变的一般理论有了很好的理解,但它对特定分子的作用仍然难以预测。
摘要:我们从理论上研究了低频光脉冲与拓扑和磁有序两七重层 (2-SL) MnBi 2 Te 4 (MBT) 和 MnSb 2 Te 4 (MST) 中的声子共振的影响。这些材料具有相同的对称性和原始形式的反铁磁基态,但表现出不同的磁交换相互作用。在这两种材料中,剪切和呼吸拉曼声子都可以通过与光激发红外声子的非线性相互作用来激发,使用可以在当前实验装置中获得的强激光脉冲。光诱导的瞬态晶格畸变导致有效层间交换相互作用和磁序的符号发生变化,并伴有拓扑能带跃迁。此外,我们表明,通常存在于 MBT 和 MST 样品中的中度反位无序可以促进这种影响。因此,我们的工作确立了 2-SL MBT 和 MST 作为实现非平衡磁拓扑相变的候选平台。
排斥性费米克哈伯德模型(FHM)对于我们对强相关材料中电子行为的理解至关重要。在半纤维上,其基态的特征是抗铁磁相,它让人联想到高温丘脑超导体中的母体状态。将掺杂剂引入抗磁铁中,费米子哈伯德(FH)系统被认为会产生各种异国情调的量子阶段,包括条纹顺序,伪模和D-Wave超导性。然而,尽管在FHM的量子模拟中取得了显着进步,但在大规模量子模拟器中实现了低温抗铁磁相变的效果仍然难以捉摸。在这次演讲中,我将在三个维度上介绍低温排斥FH系统的最新进展,其中包括大约800,000个位点的均匀光学晶格中的锂6原子。使用旋转敏感的bragg衍射,我们测量系统的自旋结构因子(SSF)。我们通过调整相互作用强度,温度和掺杂浓度来观察SSF中的分歧,以在相变的各自临界值中,这与Heisenberg普遍性类别中的幂律相一致。我们的结果成功证明了FHM中的抗铁磁相变,为探索FHM的低温相图铺平了道路。
摘要:微观结构直接影响了材料的随后机械性能。在制造的零件中,详细过程设置了微观结构特征,例如相类型或缺陷和谷物的特征。在这一过程中,本文旨在了解TI6AL4V合金的定向能量沉积(DED)制造过程中微结构的演变。它阐明了时间相变形块(TTB)的新概念。对不同块中温度历史的这种创新分割使我们能够将通过3D有限元(FE)热模型计算出的热历史以及从DED过程获得的多层TI6AL4V合金的最终微结构。作为第一个步骤,对触发TI6AL4V合金的固相变换的机制进行了对技术的审查。这表明当前动力学模型不足以预测DED期间的微结构演变,因为报告了多个值以进行转换开始温度。其次,开发了一个3D有限元(Fe)热模拟,并使用DED过程对Ti6Al4V部分代表TI6AL4V部分进行验证。建筑策略促进了热量的积累,并且该部分表现出硬度以及性质和相数的异质性。在生成的热场历史中,选择了代表不同微观疗法的三个兴趣点(POI)。对热曲线的深入分析可以根据其扩散或位移机制来区分固相变换。与最新的状态相结合,该分析既突出了转换临界点的可变特征,以及根据温度值以及加热或冷却速率而激活的不同相变机制。通过对DED过程中每个POI的微观结构的演变进行彻底的定性描述来实现此方法的验证。因此,新的TTB概念被证明提供了基于Fe温度领域的最终微观结构的流程基础。
完整作者列表: Pradhan, Dhiren;田纳西大学诺克斯维尔工程学院,材料科学与工程;橡树岭国家实验室纳米相材料科学中心, Kumari, Shalini;宾夕法尼亚州立大学帕克分校,材料科学与工程系 Puli, Venkata;圣卡洛斯联邦大学,化学 Pradhan, Dillip;NIT Rourkela,物理与天文系 Kumar, Ashok;国家物理实验室 (CSIR),顶级标准与工业计量 (ALSIM) Kalinin, Sergei;橡树岭国家实验室,凝聚态科学 K Vasudevan, Rama;橡树岭国家实验室,纳米相材料科学中心 Katiyar, Ram;波多黎各大学,Rio-piedras,物理学 Rack, Philip;田纳西大学;橡树岭国家实验室纳米相材料科学中心
热能存储引起了广泛关注,相变材料 (PCM) 因其有益的物理和化学特性而被广泛使用。虽然氮化物基盐 PCM 通常用于热能存储,但其潜热存储能力仍然有限。这项研究通过加入单层氮化硼来增强氮化物基盐用于热能存储的性能,从而提高热导率和潜热存储能力。Sn₃N₂-LiNO₃-NaCl/单层氮化硼的新型混合物具有高比热容、高潜热值和低相变温度的特点,使其成为热能存储的绝佳候选材料。在 PCM 中添加单层氮化硼可显著提高热导率,将其从 1.468 W/m·K 提高到 5.543 W/m·K。值得注意的是,这些氮化物基三元盐不会相互发生化学反应;它们的相互作用纯粹通过混合来改善热性能。该新型共混物还表现出了良好的热稳定性,在600℃时分解率仅为0.5%,熔化温度为150℃,凝固温度为130℃。三元盐的比热容达到最大值3.5 J/g·℃,表明热流速率更高,充电和放电速率也更高。复合PCM(CPCM)的储热能力在600℃时为600 kJ/kg,这些PCM的组合延长了储热时间。三元盐表现出优异的热稳定性,在100次循环中保持性能而质量没有显著减少。此外,三元盐向单层孔隙中的扩散进一步增强了其有效性。使用基于Anaconda的Jupyter Notebook和Python进行模拟分析。
随着近年来建筑物的能源消耗的增加,在建筑行业有效地使用能源已经变得迫切了。相变材料(PCM)可以通过吸收或释放大量热量来调节环境温度,当周围温度变化,具有高能量存储密度的优势和降低温度波动的优势,[1]已成为研究构建能源效率的热点。将PCM组合到建筑物中可以有效地改善建筑物的热舒适度,并将峰值电荷转移到非高峰期,从而减少电能消耗以实现建筑物中高能效率。[2]通常,应用于建筑能源效率的PCM主要包括无机PCM,有机PCM和复合PCM。[3]根据设计机制,相变材料在建筑能源效率中的应用主要反映在两个方面:被动建筑能源设计和主动建筑能源设计(图1)。
1 康奈尔大学原子和固体物理实验室,纽约州伊萨卡 14853,美国 2 康奈尔大学 Kavli 纳米科学研究所,纽约州伊萨卡 14853,美国 3 巴黎理工学院法国国家科学研究中心 CEA / DRF / iRAMIS 固体辐射实验室,F-91128 Palaiseau,法国 4 安第斯大学物理系,波哥大 111711,哥伦比亚 5 马里兰大学物理系马里兰量子材料中心,马里兰州帕克分校,20742,美国 6 加州大学圣巴巴拉分校材料系,加利福尼亚州圣巴巴拉 93106,美国 7 美国国家标准与技术研究院 NIST 中子研究中心,100 Bureau Drive,盖瑟斯堡,马里兰州 20899,美国 8加拿大高级研究院,加拿大安大略省多伦多,M5G 1M1
作为非易失性记忆设备的有前途的候选人,基于Hafnia的铁电系统最近一直是一个热门研究主题。尽管在过去十年中取得了显着进步,但耐力问题仍然是其最终应用的障碍。在基于钙钛矿的铁电磁体中,例如研究良好的PB [Zr X Ti 1-X] O 3(PZT)家族,在电荷缺陷(例如氧气空位)与移动域的相互作用的框架内讨论了极化疲劳,尤其是在电极界面上,尤其是在转换过程中。武装在这种背景下,设定了一个假设,以检验类似的机制可以与基于Hafnia的铁电机一起发挥作用。导电钙钛矿LA-SR-MN-O用作建立LA 0.67 SR 0.33 MNO 3 / HF 0.5 Zr 0.5 O 2(HZO) / LA 0.67 SR 0.67 SR 0.67 SR 0.33 MNO 3 MNO 3式结构的接触电极。纳米级X射线差异在单个电容器上进行,并在双极切换过程中证明了从极性O期向非极性M期的结构相变。已在不同的氧空位浓度下计算了多相HZO的能量格局。基于理论和实验结果,发现在电循环过程中由氧空位再分配引起的极性到非极相变,这可能是HZO疲劳的一种解释。