低阈值光学非线性的潜力在光子学和概念光学神经元网络领域引起了广泛关注。二维 (2D) 半导体中的激子在这方面尤其有前景,因为减少的屏蔽和维度限制会促进它们明显的多体相互作用以实现非线性。然而,对这些相互作用的实验测定仍然不明确,因为光泵浦通常会产生激子和未结合载流子的混合物,其中带隙重正化和载流子屏蔽对激子能量的影响相互抵消。通过比较单层 MoSe 2 光致发光光谱对激子基态和激发态能量的影响,我们能够分别识别中性激子和电荷载流子对库仑结合的屏蔽。当中性激子密度从 0 增加到 4 × 10 11 𝑐𝑚 −2 时,激子基态 ( A-1s ) 和激发态 ( A-2s ) 之间的能量差红移 5.5 meV,而电子或空穴密度增加时则发生蓝移。这种能量差变化归因于中性激子的库仑结合相互屏蔽,从中我们提取出激子极化率为 𝛼 2𝐷
量子点中的自旋量子比特为可扩展量子信息提供了一个颇具吸引力的平台,因为它们与半导体制造兼容 [1, 2]、具有长相干时间 [3],并且能够在超过 1 开尔文的温度下工作 [4, 5]。量子比特逻辑可以通过脉冲交换相互作用 [6–8] 或通过驱动旋转 [9–12] 来实现。在本文中,我们表明,这些方法可以组合起来,在单个设备中执行大量本机双量子比特门,从而减少执行量子算法的操作开销。我们展示了在高于 1 开尔文的温度下,单量子比特旋转以及双量子比特门 CROT、CPHASE 和 SWAP。此外,我们实现了绝热、非绝热和复合序列,以优化量子比特控制保真度和门时间。我们发现可以在 67 纳秒内执行的双量子比特门,通过理论分析实验噪声源,我们预测保真度将超过 99%。这有望使用可嵌入量子集成电路经典电子器件的量子硬件实现容错操作。双量子比特门是量子信息科学的核心,因为它们可用于创建复杂度超出经典模拟范围的纠缠态 [13],并最终可实现实际相关的量子算法 [14]。因此,优化双量子比特门是所有量子比特平台的核心方面 [15]。在量子点系统中,可以利用相邻量子点中自旋量子比特之间的交换相互作用自然地实现双量子比特门 [1]。当交换能量远大于量子比特的塞曼能量差时,脉冲相互作用会驱动 SWAP 振荡 [1, 6],而当塞曼能量差远大于交换能量时,则会导致 CPHASE 振荡 [16]。还需要实现单量子比特门来访问完整的两量子比特希尔伯特空间,这需要量子比特之间的可区分性。这通常是通过自旋轨道耦合 [3] 或集成纳米磁体 [17, 18] 来实现的,从而产生显著的塞曼能量差。在这种情况下实现高保真 SWAP 门需要极大的
实验和理论结果均表明,由于磁矩非常小,平行态和垂直态之间的微小能量差可以体现为反铁磁层间耦合的相当大的层间耦合场,与铁磁层间耦合相比具有独特的优势。结合温度和间隔层厚度相关的 SMR 测量、XMLD 表征和理论模型,证明了反铁磁结中的正交层间耦合。
在这项研究中还研究了吸收和X(UV)射线激发发光特征。Yb 3+的电荷转移发光显示了最大值在345 nm和515nm处的双峰光谱,这拟合了所需的能量差约10000 cm“ 1” 1来自2 fs/2和2¥〜m yb的分离。激发光谱(em。= 350 nm)是圆形240 nm的峰值,这与观察到的吸收光谱是一致的。在360 nm处测得的80 K发光衰减显示了30 ns的主要衰减时间,而在室温下,由于发光猝灭,它缩短至0.8 ns。
从图中可以明显看出6(a),极化随温度升高而降低。对于在可耐受范围内的输出,电路的运行温度为1至9K。在该温度框架内,记录的最低能量为0.0237 eV,如图6(b)。扭结能量的计算在基于QCA的设计电路中很重要。扭结能量是两个相邻或相邻细胞之间的能量差。两个细胞之间的扭结能取决于QCA细胞的维度以及相邻细胞之间的间距。它与温度无关。它是设计稳定性的最显着参数之一。具有最低扭结能量的状态是最稳定的状态。使用公式:
这里,β = 1 = T 是温度的倒数(我们设玻尔兹曼常数 k B = 1),W 是功,ΔFS 是平衡自由能差,由初始 HS (0) 和最终哈密顿量 HS (t) 定义。这个等式与过程细节无关:过程的最终状态不一定是热的,温度可以改变。Jarzynski 等式也可以看作是热力学第二定律的推广,因为通过 Jensen 不等式可以得到最大功原理:hWi≥ΔF。Jarzynski 等式的量子版本——量子 Jarzynski 等式——是通过关注两次测量方案中的封闭量子系统而开发的 [8,9],它将功定义为单个轨迹中初始和最终能量投影测量之间的能量差。Jarzynski 等式具有
嵌入纳米线波导的外延量子点 (QDs) 是单个光子和纠缠光子的理想来源,因为这些设备可以实现高收集效率和发射线纯度 1 – 4 。此外,这种架构有可能通过在纳米线内串联耦合量子点来形成量子信息处理器的构建块。具有清晰分子键合和反键合状态特征的量子点分子已被证明,其中可利用量子限制斯塔克效应 5、6 调整载流子群。这些光学活性量子点也是量子网络单元非常有希望的候选者,因为它们可以将光子量子比特中编码的量子信息传输到固态量子比特并在耦合的量子点电路中处理该信息 7 – 9 。控制点之间的隧道耦合是适当调整和执行量子比特之间量子门所需的关键特性。例如,在静电定义的量子点中,可通过为此目的设计的电门实现点间隧道耦合,并且已实现多达 9 个量子比特的线性阵列 10 。在外延量子点中,隧道耦合由量子点之间的距离决定,该距离在生长过程之后无法改变 7 、 11 – 13 。由于原子级外延生长的不确定性,这会产生可重复性问题。克服这些问题的尝试包括旨在引入受控结构变化的措施,例如激光诱导混合 14 、将发射器放置在光子腔中 13 或调整点附近的应变场 15 。这些过程可提高量子点发射器的均匀性,但是它们无法实现时间相关的调整和可寻址性。为了实现这一点,通过金属栅极将外部电场施加到量子点上,从而控制电荷状态 16 、通过斯塔克位移 5 进行光谱调谐以及通过四极场 17 控制激子精细结构。此外,最近在外延量子点中进行的电子传输实验已经证明了隧道耦合的电调谐 18 – 20 。然而,这些方法需要复杂的设备设计和工程。在本信中,我们通过施加垂直于点堆叠方向的磁场来演示点间耦合的可调谐性。我们首先对 InP 纳米线中的 InAsP 双量子点 (DQD) 进行光学磁谱分析,并确定了逆幂律,该定律控制每个点的 s 壳层发射之间的能量差,该能量差是点间距离的函数。发射能量受点成分和应变差异的影响,而点之间的耦合则在生长阶段由分隔它们的屏障厚度决定。但是,我们将证明我们可以调整对于特定状态,通过施加平行于量子点平面的磁场(即 Voigt 几何),发射能量差可在约 1 meV 的范围内按需变化。正如我们将要展示的,如果没有点之间的量子力学耦合,这种能量转移就不可能实现,我们将此结果解释为点间隧道耦合的磁场调谐是由于经典洛伦兹力的量子类似物而发生的。
图2。量子基础知识。(a)量子由两个量子状态组成| 0⟩和| 1⟩具有能量差e。(b)当在ω01= e /ℏ时共鸣时,可以在|之间驱动量子状态。 0⟩和| 1⟩,包括|的线性组合0⟩和| 1⟩。(c)在CW谐振驾驶下,Qubit状态发生所谓的Rabi振荡,其中概率| α0| 2和| α1| 2随着时间的及时进化。(d)在频率ω01(噪声温度t b,阻抗z b)偶联质量因子q处耦合到频率质量因子q在时间尺度t 1上导致量子状态转变。如果k b t b≪ω01,这些过渡将由|占主导地位。 1⟩→| 0⟩过程。(e)如果可以通过环境参数λ移动量子频率(例如,磁场),λ中的闪光在ω01中引起浮动,从而在时间尺度Tφ上删除了量子状态。
摘要:机械应变可用于调整单层过渡金属二核苷(1L-TMD)的光学特性。在这里,从1l-wse 2薄片的上转换光致发光(UPL)用通过十字形弯曲和压痕法诱导的双轴应变调节。发现,随着施加的双轴应变从0%增加到0.51%,UPL的峰位置被大约24 nm红移。同时,对于在-157 MeV至-37 MeV之间的宽范围内的上转换能量差,UPL强度指数增加。在三种不同的激发波长为784 nm,800 nm和820 nm处的1L-WSE 2中,UPL发射在1L-WSE 2中观察到的线性和肌功率依赖性表示多音辅助的一photon photon UpConversion发射过程。1L-TMDS的应变依赖性UPL发射的结果铺平了光子上转换应用和光电设备进步的独特途径。
摘要:我们探索了量子系统中的扩散和谱复杂性,这些系统表现出从可积性到混沌的转变,即混合场伊辛模型和海森堡 XXZ 自旋链的次近邻变形。我们证实了以下观察结果:扩散复杂性在饱和之前出现峰值是混沌系统的一个特征。我们发现,一般来说,峰值后的扩散复杂性饱和值不仅取决于汉密尔顿量的谱统计,还取决于特定状态。然而,似乎存在一个由汉密尔顿量的对称性和维度决定的最大通用界限,该界限由无限温度下的热场双态 (TFD) 实现。我们还发现,扩散复杂性和谱形状因子改变其行为的时间尺度彼此一致,并且与系统的混沌特性无关。对于谱复杂性,我们发现混沌系统中决定其饱和值和时间尺度的关键因素是由理论谱中的最小能量差给出的。这