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在量子计算机上模拟费米子水库
驱动的多体问题仍然是量子力学中最具挑战性的未解决问题之一。量子计算机的出现可能为有效模拟此类驱动的系统提供了独特的平台。但是，对于如何设计水库有很多选择。可以简单地用Ancilla Qubits充当储层，然后通过算法冷却进行数字模拟。一种更具吸引力的方法，它允许人们模拟有限的储层，它是整合自由度的浴室，并通过主方程来描述驱动的散文系统，该系统也可以在量子计算机上进行模拟。在这项工作中，我们考虑了由电场驱动并耦合到费米子恒温器的晶格上的非相互作用电子的特殊情况。然后，我们提供两个不同的量子电路：第一个使用Trotter步骤重建系统的完整动力学，而第二个则在单个步骤中消散了最终的非平衡稳态。我们在IBM量子体验上运行两个电路。对于电路（i），我们最多达到了5个trotter步骤。当部分重置在量子计算机上可用时，我们希望最大的模拟时间可以显着增加。此处开发的方法提出了可以应用于模拟相互作用驱动的系统的概括。
用于量子化学的量子计算机上的资源优化的费米子局域哈密顿模拟
在量子计算机上模拟费米子系统的能力有望彻底改变化学工程、材料设计、核物理等领域。因此，优化模拟电路对于充分利用量子计算机的功能具有重要意义。在这里，我们从两个方面解决这个问题。在容错机制下，我们优化了 rz 和 t 门数以及所需的辅助量子比特数，假设使用乘积公式算法进行实现。与现有技术相比，我们获得了门数节省率为 2 和所需辅助量子比特数节省率为 11。在预容错机制下，我们优化了两量子比特门数，假设使用变分量子特征求解器 (VQE) 方法。具体到后者，我们提出了一个框架，可以使 VQE 进程向费米子系统基态能量收敛的方向引导。该框架基于微扰理论，能够将 VQE 进程每个循环的能量估计值提高约三倍，与试验台上经典可访问的水分子系统中的标准 VQE 方法相比，更接近已知基态能量。改进的能量估计反过来又会节省相应数量的量子资源，例如量子比特和量子门的数量，这些资源需要在已知基态能量的预定公差范围内。我们还探索了一套从费米子到量子比特算子的广义变换，并表明在小规模情况下，资源需求节省高达 20% 以上是可能的。
过渡率和费米的黄金法则 - 一本食谱
其中e f（i）◦e 0 f（i）是未扰动的能量，而±e是在过渡过程中交换的能量（+ e发射+ e， - e以吸收）。三角洲函数表达能量节约。（有些模糊的）长期前提意味着检测发生在扰动持续时间之后 - 由“进化时间” ∆ t造成的ΔT-依赖于哪种能量不一定是保守的，具有不确定性∆ e〜〜ℏ / ∆ t。在“长期”概念的模糊性旁边，还有另一个更具系统性的困难等式。1。首先，三角洲函数的意思是，过渡发生在明确定义的能量的状态之间：e f = e i -e（发射）或e f = e i + e（吸收）。检测器的有限分辨率在间隔[E，E +ΔE]的时间内施加了总最终能量的扩散。此外，交换的粒子的能量并不能完全指定最终状态。我们通常需要知道粒子移动的方向以及其动量范围[p，p +δp]。因此，我们必须更新过渡
NbP Weyl 半金属薄膜中费米能级的大偏移和简单表面态的抑制
利用其电子结构的特性来观察独特的物理现象，例如手性[15–17]和轴引力异常、[18]圆形光电效应、[19–20]手性声波、[21–22]表面态增强的埃德尔斯坦效应[23]或最近提出的手性霍尔效应。[24]大多数这些效应的观察取决于是否可以轻松访问WSM的拓扑电子态。在这方面，抑制非拓扑（平凡）表面态以及修改费米能级位置以获得所需费米面拓扑的能力将允许充分揭示拓扑表面态对物理可观测量的作用，此外，还可以按需构造费米面以利用电、声或光可测输出。到目前为止，电子结构的多样性是通过探索不同的 WSM 实现的，但对同一材料中拓扑能带形状和大小的真正控制仍然难以实现，主要是因为缺乏自下而上的超高真空合成方法，无法控制表面终止和费米能级位置，例如通过掺杂或应变。需要克服这一挑战才能实现费米能级设计的韦尔半金属异质结构，从而产生大量新平台来探索基于拓扑的基本现象和设备应用。在这项工作中，我们展示了 I 型韦尔半金属 NbP 电子结构的两种显著修改，这得益于成功的外延薄膜生长合成路线。 [25] 首先，由于表面悬空键被有序磷终端饱和，NbP 的蝴蝶结状（平凡）表面态被完全抑制，表现为（√2×√2）表面重构。其次，通过用 Se 原子化学掺杂表面，费米能级发生约 + 0.3 eV（电子掺杂）的大幅偏移，同时保留了原始的 NbP 能带结构特征，从而首次在实验中可视化了远高于 Weyl 点的拓扑能带色散，并强调了通过分子束外延过程中的表面化学掺杂可以实现的大费米能级可调性。我们的工作为实现最近的理论提议开辟了可能性，例如依赖于纯拓扑
费米子和玻色子的多体物理学简介 硕士 2 ICFP
2 平衡单粒子格林函数 9 2.1 格林函数的定义.....................................................................................................................................................................................................................................9 2.2 松原格林函数的性质....................................................................................................................................................................................................................................10 2.2.1 周期性和傅里叶级数....................................................................................................................................................................................................................10 . ... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ................................................................................................................................................................................................. 17 2.4.1 莱曼表示.................................................................................................................................................................................................... 17 2.4.2 希尔伯特变换....................................................................................................................................................................................... 17 2.4.2 希尔伯特变换....................................................................................................................................................................................................... 17 20 2.4.3 松原频率求和....................................................................................................................................................................................................................20 2.5 2 粒子相关函数....................................................................................................................................................................................................................................................................21
非单一超表面能够连续控制从玻色子到费米子的量子光子-光子相互作用
光子量子信息处理是量子技术的主要平台之一 1 – 5，它主要依靠光量子干涉来产生不可或缺的有效光子 - 光子相互作用。然而，由于光子的玻色子性质 7 和传统酉光学元件的受限相位响应 8、9，这种有效的相互作用从根本上局限于聚束 6。在这里，我们提出并通过实验证明了非酉超表面实现的光量子干涉的新自由度。由于独特的各向异性相位响应产生了两个极端的本征操作，我们展示了对两个单光子有效相互作用的动态和连续控制，使得它们表现出玻色子聚束、费米子反聚束或任意中间行为，超出了它们固有的玻色子性质。这种量子操作为基础的量子光物质相互作用和用于量子通信、量子模拟和量子计算的创新光子量子装置打开了大门。超材料是一种具有亚波长元素的结构化材料，可以实现自然界中无法找到的波响应。通过定制超材料，人们已经展示了诸如负折射率、亚衍射成像和隐形斗篷等前所未有的特性 10 – 13 。超表面（二维超材料）使我们能够利用平面光学任意定制经典光的波前和传播 14 – 18 。同时，光子是极好的量子信息载体，因为它们具有长相干时间、室温稳定性、易于操纵和光速信号传输。使用单光子源、分束器、移相器和单光子探测器的量子光子学一直是量子计算、量子模拟和量子通信的主要平台之一 1 – 5 。因此，将超材料无与伦比的光控制与量子光学相结合，可以带来量子信息应用的全新可能性 19 – 22 。光子量子信息处理应用（如线性光学量子计算 1 、玻色子采样 23、24、量子行走 25 和量子通信 26）的核心操作单元是量子双光子干涉 (QTPI)。分束器是此量子操作的关键元素。当两个无法区分的单光子同时到达 50:50 分束器的两个输入端口时，QTPI 表现为洪-欧-曼德尔 (HOM) 效应 6 。在原始的 HOM 实验中，两个光子总是聚集在一起，并以相同的输出离开分束器
NBP Weyl半薄膜中微不足道表面状态的大型费米 - 能量转移和抑制
自旋向充电传输的有效转化，反之亦然，这与基于自旋电子产品的检测和生成自旋电流具有主要相关性。界面的界面对此过程有明显影响。在这里，Terahertz（THz）发射光谱拷贝用于研究大约50个原型F |中的超快旋转电荷转换（S2C）由铁磁层F（例如Ni 81 Fe 19，Co或Fe）和具有强（PT）或弱（Cu和Al）旋转轨道耦合的非磁性层N组成的n双层。改变f/n界面的结构会导致振幅急剧变化，甚至导致THZ电荷电流极性的反转。非常明显的是，当n是具有小旋转霍尔角的材料时，会发现对超快电荷电流的主要界面贡献。其大小约为在F |中发现的大约20％ PT参考样本。对称性参数和第一原理的计算强烈表明，界面S2C来自界面缺陷处的自旋极化电子的偏斜散射。结果突出了界面S2C偏斜散射的潜力，并提出了一种有希望的途径，以从DC到Terahertz的所有频率下量身定制的界面增强S2C。
GA – CU模型催化剂的结构演化用于CO2氢化反应 NBP Weyl半薄膜中微不足道表面状态的大型费米 - 能量转移和抑制 Terahertz通过金属双层中的界面偏斜散射旋转到电荷转换 日记牙前线 敏捷和多功能量子通信 富勒烯受体有机太阳能电池 探索性研究 gbe 使用
摘要：我们研究了GA与Cu（001）表面和环境诱导的表面转移的初始阶段，以尝试阐明最近提出的Cu-Ga催化剂的表面化学，该催化剂最近提出了将CO 2氢化为甲醇的CO-GA催化剂。结果表明，GA在真空中沉积时很容易与Cu进行混合。然而，即使是气体环境中的氧气痕迹也会导致GA氧化，并形成二维（“单层”）GA氧化物岛，均匀地覆盖了Cu表面。在高度压力和温度下（0.2 MBAR，700 K），表面形态和GA的氧化状态保留在H 2中以及CO 2 + H 2反应混合物中。结果表明，在反应条件下，GA掺杂的Cu表面暴露了包括GAO X /CU界面位点在内的各种结构，必须考虑阐明反应机制。
概览：费米国家加速器...
费米实验室的使命是成为粒子物理发现的前沿实验室。该加速器综合设施为宇宙基本性质的研究提供了动力，是世界上唯一一个既能为科学生产低能和高能中微子束，又能进行精密科学实验的加速器综合设施。长基线中微子设施 (LBNF) 和深层地下中微子实验 (DUNE) 的建设，以及质子改进计划 II (PIP-II) 项目实现的世界上最强的中微子束，将成为美国能源部国家实验室的第一个国际大科学项目。费米实验室通过其在中微子、对撞机、精密和宇宙科学方面的实验和项目，将美国研究人员整合到全球粒子物理事业中。该实验室的科学研发推动了加速器、探测器、计算和量子技术在科学和社会中的应用。
费米子哈密顿量的 Select($H$) 实现速度呈指数级增长
ℓ H ℓ 是任意二阶量子化费米子哈密顿量的乔丹-维格纳变换。Select ( H ) 是几种量子算法的主要子程序之一，包括最先进的哈密顿量模拟技术。如果二阶量子化哈密顿量中的每一项最多涉及 k 个自旋轨道，且 k 是与自旋轨道总数 n 无关的常数（文献中考虑的大多数量子化学和凝聚态模型都是如此，其中 k 通常为 2 或 4 ），则我们对 Select ( H ) 的实现不需要辅助量子位，并且使用 O ( n ) Cliufford+ T 门，其中 Cliufford 门应用于 O (log 2 n ) 层，T 门应用于 O (log n ) 层。与以前的工作相比，这实现了 Clifford 和 T 深度的大幅提升，同时保持了线性门数，并将辅助门数减少到零。