XiaoMi-AI文件搜索系统
World File Search System相干时间
单电子硅 CMOS 量子点中的电荷噪声和自旋
可扩展量子计算机的发展正进入关键阶段，几种不同的固态量子比特设计已被证明是未来量子计算机基础的有力候选。硅基量子点自旋量子比特就是这样一种候选，它是该领域的一个相对较新的领域，但具有长相干时间和高保真测量和操控的潜力。硅还具有利用工业专业知识和与当前半导体制造技术的兼容性来生产可靠、可重复和可扩展的量子比特设计的显著优势。要大规模开发全功能的量子计算机，单个量子比特设计应紧凑、控制开销低，并与环境的交互最少，以防止量子信息丢失。量子点所经历的主要环境相互作用之一是所有电子设备中都存在的 1 /𝑓 电荷噪声特征。量子点区域的电场波动对半导体自旋量子比特中的单量子比特和多量子比特测量、操控和相干性构成了重大挑战。
金刚石中相干锡空位自旋的变换限制光子
将相干光学跃迁与长寿命自旋量子比特耦合的固态量子发射器对于量子网络至关重要。我们在此报告了金刚石纳米结构中单个锡空位 (SnV) 中心的自旋和光学特性。通过低温磁光和自旋光谱，我们验证了 SnV 的反演对称电子结构，识别了自旋守恒和自旋翻转跃迁，表征了跃迁线宽，测量了电子自旋寿命，并评估了自旋失相时间。我们发现，即使在纳米制造结构中，光学跃迁也与辐射寿命极限一致。自旋寿命受声子限制，指数温度缩放导致 T 1 > 10 毫秒，相干时间 T 2 在冷却至 2.9 K 时达到核自旋浴极限。这些自旋特性超过了其他反演对称色心的自旋特性，而这些色心的类似值需要毫开尔文温度。 SnV 结合了相干光学跃迁和长自旋相干性，无需稀释制冷，是可行且可扩展的量子网络应用的有希望的候选者。
改善囚禁离子量子比特的相干量子控制
量子计算面临的挑战之一是由于噪声引入的相位随机化导致相干性丧失。对于基于离子阱的量子计算机，相干性受到磁场波动和用于量子比特操作的激光器线宽的限制。本论文致力于通过使用永磁体改善磁场稳定性来增强相干性，并建立一个测试装置来减少光纤激光线宽的加宽。以前使用线圈来产生磁场。它们的稳定性受到电流驱动器噪声的限制。为了提高磁场稳定性，线圈已被永磁体取代。设计了两个固定永磁体的框架，并进行了 3D 打印，然后安装在实验中。安装后，使用 Ramsey 测量法获得 1 / √ e 相干时间 τ sens = (489 ± 21) µ s 和 τ insens = (1540 ± 80) µ s，用于量子比特状态的塞曼子能级之间对磁场的更敏感和更不敏感的跃迁，而使用线圈时，τ sens = (491 ± 25) µ s 和 τ insens = (1254 ± 53) µ s。从这些结果中，我们能够推断出磁场和激光频率波动的均方根 (RMS)，无论是在使用线圈还是永磁体时，p
金刚石中相干锡空位自旋的变换限制光子
将相干光学跃迁与长寿命自旋量子比特耦合的固态量子发射器对于量子网络至关重要。我们在此报告了金刚石纳米结构中单个锡空位 (SnV) 中心的自旋和光学特性。通过低温磁光和自旋光谱，我们验证了 SnV 的反演对称电子结构，识别了自旋守恒和自旋翻转跃迁，表征了跃迁线宽，测量了电子自旋寿命，并评估了自旋失相时间。我们发现，即使在纳米制造结构中，光学跃迁也与辐射寿命极限一致。自旋寿命受声子限制，指数温度缩放导致 T 1 > 10 毫秒，相干时间 T 2 在冷却至 2.9 K 时达到核自旋浴极限。这些自旋特性超过了其他反演对称色心的自旋特性，而这些色心的类似值需要毫开尔文温度。 SnV 结合了相干光学跃迁和长自旋相干性，无需稀释制冷，是可行且可扩展的量子网络应用的有希望的候选者。
通过跨相关方法实现当前量子硬件上的真正化学精度
摘要：量子计算正在成为一种新的计算范式，有可能改变包括量子化学在内的多个研究领域。然而，当前的硬件限制（包括有限的相干时间、门不保真度和连通性）阻碍了大多数量子算法的实现，需要更具抗噪声能力的解决方案。我们提出了一种基于跨相关 (TC) 方法的显式相关 Ansatz，以直接针对这些主要障碍。这种方法无需任何近似，将波函数中的相关性直接转移到哈密顿量中，从而减少了使用嘈杂的量子设备获得准确结果所需的资源。我们表明，TC 方法允许更浅的电路并改善了向完整基组极限的收敛，在化学精度范围内提供能量以使用更小的基组进行实验，从而减少量子比特。我们通过使用两个和四个量子比特分别计算氢二聚体和氢化锂的键长、解离能和振动频率，接近实验结果，从而展示了我们的方法。为了展示我们方法的当前和近期潜力，我们进行了硬件实验，结果证实 TC 方法为在当今的量子硬件上进行精确的量子化学计算铺平了道路。
量子计算
计算机减少了人类的努力，也专注于提高性能以推动技术进步。人们已经设计出许多方法来提高计算机的性能。其中一种方法是减小系统中使用的晶体管的尺寸。另一个非常重要的方法是使用量子计算机。事实证明，它在用于分解大数时非常有效。人们发现它可以在 20 分钟内解密代码，而传统计算机则需要数十亿年。这是专注于这个主题的一大动机。量子计算机使用“量子位”或量子比特来具有三种状态 - 0、1 和 0 或 1。最后一种状态是相干态。这使得可以同时对两个不同的值执行操作。然而，这带来了退相干的问题。使用量子计算机进行计算变得困难。量子计算机需要具有五种能力 - 可扩展系统、可初始化状态、长退相干时间、量子门的通用集、高效测量。量子计算机的架构是计算机领域的新研究领域。它由量子算法、错误管理和集群状态计算衍生而来。如果没有它，量子算法就不会如此高效。要充分利用量子计算机的强大功能，算法应该基于量子并行性，即一个序列周期。
利用卫星链路进行量子密钥分发和纠缠分发
在全球范围内有效分布量子态是实施量子通信协议的关键挑战。虽然通过光纤直接传输可以实现数百公里的量子密钥分发 [ 1 ]，但由于光子在光纤中的传输呈指数衰减，实现真正的全球距离仍然不可能。为了解决这个问题，人们提出了卫星链路，并已证明可以在相距 1100 多公里的双方之间分发纠缠的光子对 [ 2 , 3 ]。然而，由于双光子传输为 56 到 71 dB，地面站的双光子计数率受到限制。为了解决这个问题，我们研究了在卫星中加入量子存储器，这将使速率取决于单光子传输，从而有可能将速率提高三个数量级。对于量子密钥分发，我们发现，采用最先进的量子存储器可以达到与当前卫星相同的速率 [ 2 , 3 ]。我们建议采用一种上行链路协议，要求卫星中有两个记忆量子比特，相干时间为 0.2 秒，以达到 1.1 Hz 的双光子计数率。对于纠缠分布，我们发现卫星中没有记忆的设置可以产生最高的纠缠记忆速率，与卫星中有量子记忆的方案相比，地面上所需的记忆量子比特要少两个数量级，才能达到相同的速率。
范德华材料中自旋缺陷的同位素工程
范德华材料中的旋转缺陷为推进量子技术提供了有前途的平台。在这里，我们提出并演示了一种基于宿主材料的同位素工程的强大技术，以确切地提高嵌入式自旋缺陷的相干性能。专注于六角硼（HBN）中最近发现的负电荷硼空位中心（V B），我们在同位素上种植同位素纯化的H 10 B 15 N晶体。与HBN中的V b相比，同位素的自然分布与同位素的自然分布相比，我们观察到较窄且拥挤的V B旋转过渡以及延长的相干时间t 2和松弛时间t 1。对于量子传感，在我们的H 10 B 15 N样品中的V B中心在DC（AC）磁场敏感性中表现出4（2）个因子。对于其他量子资源，V B高级别水平的个体可寻址性实现了对三个最近的邻居15 N核自旋的动态极化和相干控制。我们的结果证明了同位素工程对增强HBN中量子自旋缺陷的特性的力量，并且可以很容易地扩展到改善广泛的范德华材料家族中的自旋Qub。
共轭卟啉带作为量子介质...
摘要 钒 (IV) 磁中心是分子量子信息单元的主要候选者。长期存在的问题之一是获得一个可扩展的支架，将磁相互作用传输到可用于量子处理的程度，并允许上调到多个中心，同时保持足够长的相干时间。本文表明，融合卟啉允许定制钒基量子单元的支架，其几乎平坦的共轭 π 系统为钒离子之间的通信提供了显着优势，从而导致较长的自旋晶格 (T 1 = 30 ms) 和相干 (T m = 5.5 µs) 时间。这些钒基二聚体 (J » 1 GHz) 中的反铁磁交换耦合比超精细相互作用更强，从而产生复杂的 EPR 光谱，其中两个未配对电子均等地耦合到两个 I = 7/2 51 V 核。顺式和反式异构体的分离，其中钒基位于共轭通道的同一侧或相对侧，展示了量子单元对不同构型环境的敏感性，并提供了一种通过控制立体化学来调节多卟啉系统中相互作用的方法。
![arxiv：2009.05741v1 [Math.oc] 2020年9月12日](/simg/b\bb1043a74b22730808ba5d30f6a2618da6f71fcf.webp)
arxiv：2009.05741v1 [Math.oc] 2020年9月12日
硅（SI）中的供体和量子点旋转量值是可伸缩量子计算体系结构的有吸引力的候选者[1-3]。si提供了一个理想的矩阵，用于托管自旋矩形，因为它在微电子行业，弱自旋轨道耦合以及具有零核自旋的同位素的存在。nat-ural Si由三个同位素组成：28 Si（92.23％），29 Si（4.67％）和30 Si（3.1％）[4]。NAT Si中的量子量解的主要来源是由于与周围的29 Si核耦合，该核具有i = 1/2的核自旋。< / div>29 si旋转的偶极爆发在局部磁场中引起伴随，从而导致时间变化的量子共振频率[5，6]。通过使用HAHN-ECHO脉冲序列测量了对电子供体核的电子[7]的自旋相干时间[7]和电离供体核[8]的60 ms [7]和60 ms的限制。幸运的是，28 Si没有核自旋，因此可以为旋转量器提供理想的低噪声环境。在28 si层中供体旋转量值的较长连贯性时间与800 ppm残留29 si [9]是恶魔 -