开发大规模超导量子处理器的方法必须应对固态设备中普遍存在的大量微观自由度。最先进的超导量子比特采用氧化铝 (AlO x ) 隧道约瑟夫森结作为执行量子操作所需的非线性源。对这些结的分析通常假设一种理想化的纯正弦电流相位关系。然而,这种关系预计仅在 AlO x 屏障中透明度极低的通道极限下成立。在这里,我们表明标准电流相位关系无法准确描述不同样品和实验室中 transmon 人造原子的能谱。相反,通过非均匀 AlO x 屏障的介观隧穿模型预测了更高约瑟夫森谐波的百分比级贡献。通过将这些包括在 transmon 哈密顿量中,我们获得了计算和测量能谱之间数量级更好的一致性。约瑟夫森谐波的存在和影响对于开发基于 AlO x 的量子技术(包括量子计算机和参数放大器)具有重要意义。例如,我们表明,经过设计的约瑟夫森谐波可以将传输量子比特中的电荷分散和相关误差降低一个数量级,同时保持其非谐性。
不可归一化状态很难用正统的量子形式来解释,但通常作为量子引力中物理约束的解出现。我们认为,导航波理论对不可归一化量子态给出了直接的物理解释,因为该理论只需要配置的归一化密度即可生成统计预测。为了更好地理解这种状态,我们从导航波的角度对谐振子的不可归一化解进行了首次研究。我们表明,与正统量子力学的直觉相反,不可归一化本征态及其叠加态是束缚态,因为速度场 v y → 0 大于 ± y 。我们认为,为这种状态定义一个物理上有意义的平衡密度需要一个新的平衡概念,称为导航波平衡,它是量子平衡概念的概括。我们定义了一个新的 H 函数 H pw ,并证明导航波平衡中的密度使 H pw 最小化,是等变的,并且随时间保持平衡。在与放松到量子平衡的假设类似的假设下,我们证明了粗粒度 H pw 的 H 定理。我们从由于扰动和环境相互作用导致的不可归一化状态的不稳定性的角度解释了导航波理论中量化的出现。最后,我们讨论了在量子场论和量子引力中的应用,以及对导航波理论和量子基础的一般影响。
摘要 强近红外 (NIR) 激光脉冲与宽带隙电介质相互作用会在极紫外 (XUV) 波长范围内产生高次谐波。这些观测为固体中的阿秒计量提供了可能性,精确测量各个谐波相对于 NIR 激光场的发射时间将大有裨益。本文表明,当从氧化镁晶体的输入表面检测到高次谐波时,对 XUV 发射的双色探测显示出明显的同步性,这与块体固体中电子-空穴再碰撞的半经典模型基本一致。另一方面,源自 200 μ m 厚晶体出口表面的谐波双色光谱图发生了很大变化,表明传播过程中激光场畸变的影响。我们对 XUV 能量下亚周期电子和空穴再碰撞的跟踪与阿秒脉冲固态源的开发有关。
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