在这项工作中,我们系统地研究了在振动强偶联条件下光腔中地面化学反应速率修饰的基础机制。我们对分子势能表面和数值确切的开放量子系统方法的对称双孔描述 - 具有矩阵乘积求解器的双空间中的运动层次方程。我们的结果预测了具有multiple振动跃迁能的强烈静脉分子系统的光子频率依赖性速率曲线中存在多个峰。速率曲线中新峰的出现归因于分子内反应途径的打开,该途径通过谐振腔模式通过腔光子浴力驱动。峰强度由动力学因子共同确定。超出了单分子极限,我们检查了两个分子与腔的集体耦合的影响。我们发现,当两个相同的分子同时耦合到相同的谐振腔模式时,反应速率将进一步提高。这种额外的增加与腔诱导的分子间反应通道的激活相关。此外,无论分子偶极矩是否在与光极化相同的方向对齐或相反的方向上,由于这些空腔促进的反应途径而引起的速率修改仍然不受影响。
铋是一种新兴的量子材料,具有令人着迷的物理特性,例如半金属-半导体 (SM-SC) 跃迁 1-8 和拓扑绝缘态。9-12 分子束外延 (MBE) 生长技术的发展已经生产出高质量的 Bi 薄膜,其中过去五十年理论上预测的丰富物理特性可以通过实验实现。例子包括但不限于卓越的表面态自旋和谷特性、2,13 超导性、14 瞬态高对称相变 15 和非谐散射。16,17 此外,介电常数的负实部和较小的虚部的结合,以及强的带间跃迁,使其在带间等离子体中应用前景广阔。 18 尽管如此,单晶 Bi 纳米薄膜在实际器件中的应用仍然受到限制,因为它们只能在晶格匹配的衬底上生长,例如硅 (111)、19 BaF 2 (111)、20 和云母。21 最近,Walker 等人介绍了一种双悬臂梁断裂 8,22 和热释放胶带 23 技术,用于将大面积 MBE Bi 纳米薄膜从 Si (111) 干转移到任意衬底;他们还表明,转移薄膜的电学/光学/结构特性与原生薄膜相当。8,23 该技术可以研究 Bi 在任意衬底上的独特电子、声子和自旋电子特性,例如用于新兴器件的透明、柔性、磁性或拓扑绝缘衬底。大多数
已经详细研究了各种基于GE的样品的声子行为。该研究包括GE膜(无定形,部分结晶并与氧气合金),结晶Ge晶片(原始和氧气合金)和Geo 2粉末。热退火后获得的含氧样品和GE晶片对应于亚化学计量的GEO 2或所谓的GE + GEO X系统,在这种情况下[O] 〜40 at。%。对这种GE + GEO X系统进行了彻底的检查 - 根据温度依赖性的拉曼scat ting,根据现有的理论模型(涉及非谐音声子耦合和热膨胀过程)进行分析,以及对文献的批判性综述 - 表明实际上独立的ge - ge-和ge - ge-和ge - ge-和ge - 和ge - ge - ge - - ge-和o的结构的存在和化学秩序均存在了结构(均与结构)的化学效果。此外,有关声子频率(ω),线宽度(γ)和散射GE + GEO X系统的主要特征表明它们在温度传感应用中的适合性。因此,实验确定的参考曲线(即,ω(t),γ(t)和i s(t)数据中描述的用简单数学函数)提高了温度准确性,以20 k的顺序为0。当前形式所考虑的一切,目前,这项工作介绍了有关GE + GEO X系统的首次全面分析,此外,还提出了作为拟议的有效培养介质,以适用于光学的有效介质。
相干态是一个重要的概念,其特征值关系为 ˆ a | α = α | α as,是研究和描述辐射场的一个非常方便的基础,它是由薛定谔于 1926 年在对量子谐振子的研究 1 – 4 中首次提出的。然而,基于相干态和光电检测的量子相干理论已由 Glauber、Wolf、Sudarshan、Mandel、Klauder 等人在 20 世纪 60 年代初发展起来,它与经典辐射场中的量子态最为相似,因此被认为是经典力学和量子力学的边界。Glauber 的创新工作于 2005 年获得诺贝尔奖,以表彰他。事实上,相干态已经成为量子物理学中最常用的工具之一,在各个领域,特别是在量子光学和量子信息中发挥着非常重要的作用。相干态使我们能够使用 Wigner 等人早期开发的准概率来描述光在相空间中的行为 7 。相干态的重要性在于它们的概括已被证明能够呈现非经典辐射场特性 8 – 10 。激光作为一种极具潜力的相干光的表现标志着对光与物质之间非线性相互作用的广泛研究的开始 11 。这可以通过实验通过将相干态穿过克尔介质来实现,这是由于出现了可识别的宏观相干态叠加,即所谓的猫态 12 。当克尔介质的入口状态是正则相干态时,Kitagawa 和 Yamamoto 引入了克尔态作为克尔介质的输出 13 。克尔效应会产生正交压缩,但不会改变输入场光子统计特性,即它仍然是泊松分布,这是正则相干态输入的特性,用于产生相干态的叠加 14 – 16 。这里值得注意的是,光在克尔介质中的扩散也以非谐振荡器样本为特征,非谐项取为 ˆ np ,其中 p 为整数(p > 1)17 , 18 。该振荡器模式可以被评估为描述注入具有非线性磁化率的传输线(例如光纤)的相干态的演变。用相干态的量子力学描述的激光束在通过非线性介质时会经历各种复杂的改变,包括量子态的崩溃和复活。在任何线性或非线性的演变中,耗散总是会发生。耗散效应通常导致振幅的减小,但是,如果相互作用发生在原子尺度上,量子效应就会很显著 19。非线性相干态是标准相干态最突出的概括之一 20 。一个合适的问题是:如果初始相干态的时间演化受到时间相关谐振子哈密顿量的影响,并与时间相关外部附加势 21 – 24 耦合,会发生什么情况?时间相关谐振子有很多种,例如参数振荡器 11、25 、卡尔迪罗拉-卡奈振荡器 26、27 和具有强脉动质量的谐振子 28 。
计划摘要(摘要在第 3 页) 研讨会第一天:7 月 9 日星期二@量子计算研究所 08.45 - 09.00:欢迎 09.00 - 09.40:Maciej Lewenstein 小组:Pavel Popov 标题:使用量子计算机系统的格点规范理论的量子模拟 09.40 - 10.20:Ray Laflamme 小组:Cristina Rodriquez、Matt Graydon 标题:柏拉图式量子基准测试 10:20 - 10:50:咖啡休息(30 分钟) 10.50 - 11.30:Michel Devoret 小组:Benjamin Brock 标题:超越盈亏平衡的玻色子量子计算机的量子误差校正 11.30 - 12:10:Irfan Siddiqi 小组:Noah Goss、Larry Chen 标题:纠缠超导量子计算机12.10 - 12.50:Barry Sanders 标题:小猫、猫、梳子和指南针:叠加相干态 12.50 - 14.00:午餐休息 (70 分钟) 14.00 - 14.40:Hubert de Guise 标题:d 维幺正的简单因式分解和其他“良好”属性 14.40 - 15.20:Sahel Ashhab 标题:优化高维量子信息控制:(1) 量子三元组控制和 (2) 具有弱非谐量子比特的双量子比特门的速度限制 15.20 - 16.00:Martin Ringbauer 标题:使用囚禁离子量子比特的量子计算和模拟 16.00 - 16.30:咖啡休息 (30 分钟) 16.30 - 17.10:Adrian Lupascu 标题:控制和过程超导量子三元材料的特性分析 17.10 - 17.50:Susanne Yelin 题目:量子化学与量子计算机 18.00 - 20.00 = 海报展示 + 手持食物
许多复杂的晶体在高温下表现出晶格导热率甚至增加,这偏离了传统的声子理论给出的传统1/ t衰减趋势。在本文中,我们预测Al 2 O 3的导热率与从室温到接近熔点(2200 K)的实验数据相匹配。发现晶格导热率是由声子,diffuson和辐射的贡献组成的。声子粒子导热性大约衰减〜t -t -1。14在考虑四频(4PH)散射以及对晶格常数和谐波和谐波力常数(AFCS)的有限温度校正之后。diffuson(带间隧穿)导热率大约增加到〜t 0。43。辐射导热率增加为〜t 2。51,由于随温度的呼声宽度增加而略小于〜t 3,这增加了光子消光系数并减少了光子平均自由路径(MFP)。在室温下,声子,扩散和辐射分别贡献约99、1和0%。在2200 K时,它们的贡献分别更改为61%,20%和19%。4PH散射在超高温度下很重要,将声子导热率降低了24%。在超高温度下,谐波和AFCS的有限温度软化效应最多增加了36%。我们还验证了绿色-Kubo分子动力学可以像Wigner形式主义一样捕获声子的粒子和波性质。在超高温度下,发现光子MFP在100 nm处,应考虑用于对薄膜的实验测量。在本文中,我们旨在增强对超高温度下复杂晶体中晶格导热率的理解,从而有可能促进对适合这种极端条件的材料的进一步探索。
自旋电子学领域的进步为技术提供了巨大的资源,使其在经典信息处理(如数据存储)的多个方面得到发展。现在,研究自旋电子学中尚未被广泛探索的量子信息途径至关重要。腔光磁学是一个新兴领域,它描述了磁振子与腔内电磁驻波的相互作用 [1,2]。磁振子与微波 (MW) 光子强烈相互作用,从而使得经典和量子信息处理和存储应用成为可能,这些应用具有相干操控的磁振子以及通信(光纤)和处理(超导量子比特)单元之间的上/下量子转换器 [3,4]。在本次演讲中,我们将从理论上探索经典和量子范围内微波腔中铁磁体的非线性,并评估量子信息的资源,即涨落压缩和二分纠缠 [5]。当包含所有其他磁振子模式时,我们使用非谐振子(Duffing)模型的(半)经典和量子分析对 Kittel 模式的稳态相空间进行分类。随后,我们计算了可蒸馏纠缠的非零界限,以及稳定态下混合磁振子模式二分配置的形成纠缠。在现实条件下,使用钇铁石榴石样品,可以在两个不同的光通道中通过实验获得预测的磁振子纠缠。[1] X. Zhang、C.-L. Zou、L. Jiang 和 HX Tang,Phys. Rev. Lett. 113, 156401 (2014)。[2] Y. Tabuchi、S. Ishino、T. Ishikawa、R. Yamazaki、K. Usami 和 Y. Nakamura,Phys. Rev. Lett. 113, 083603 (2014)。 [3] A. Osada、R. Hisatomi、A. Noguchi、Y. Tabuchi、R. Yamazaki、K. Usami、M. Sadgrove、R. Yalla、M. Nomura 和 Y. Nakamura,物理学家。莱特牧师。 116, 223601 (2016)。 [4] Y. Tabuchi、S. Ishino、A. Noguchi、T. Ishikawa、R. Yamazaki、K. Usami 和 Y. Nakamura,科学 349, 405 (2015)。 [5] M. Elyasi,YM Blanter,GEW Bauer,物理学家。修订版 B 101 (5), 054402 (2020)。
随着工业革命期间蒸汽机的广泛应用,热力学作为一门物理理论应运而生,它能够描述和优化这些设备的性能 [1]。虽然现代热力学已远远超出了其原有的范围,但热机仍然是研究热力学机制的经典系统。热机不仅具有明确的实际应用,而且还为研究系统热力学性质如何演变提供了一种范例——应用范围从生物过程、气候系统到黑洞 [2-4]。量子系统受固有涨落和明显的非平衡性影响,为应用热力学框架带来了新的挑战 [5]。尽管如此,量子热机 [5,6] 为以易于理解的方式研究量子系统中的热力学行为提供了天然的基础。例如,在等容冲程中,总能通过能量的变化找到热量,就像在等熵冲程中可以通过能量的变化找到功一样 [7]。这或许可以解释为何有大量研究试图通过利用量子资源来提高发动机性能,包括相干性[8-15]、测量效应[16]、压缩储层[17-19]、量子相变[20]和量子多体效应[15,21-23]。其他研究则探讨了量子热机与经典热机之间的根本区别[24–26]、有限时间循环[13、27、28]、利用捷径实现绝热[12、22、23、29–33]、非热状态下的操作[34、35]、非马尔可夫效应[36]、磁系统[37–42]、非谐势[43]、光机械实现[44]、量子点实现[38、40、42]、二维材料中的实现[38、41]、与量子系统耦合的经典引擎[45]、量子冷却[46、47]、相对论系统[48、49]、简并效应[ 39、50],以及
在钙钛矿中晶格电位强的非谐度的影响,包括分层的丘比特,三维型晶体和相关系统[1,2,3]。此外,铜氧化物(CUO)中Cuo 6八氏菌(Cuo)的氧气原子应该具有双重潜力。这一事实得到了许多高t c超导体和相关父系统的确定,包括Yba 2 Cu 3 O 7-δ,La 2-x Sr X Cuo 4,以及通过Exed X-Ray X-Ray x-Ray X射线吸收结构(exafs)实验,and-x ce x cuo 4-Δ计算(请参阅[1,2,4,5]及其中的参考)。在SuperContucting Ba 1-x K x Bio 3 [6]中观察到异常氧振动的相似情况。参考。[7]用Jahn-Teller Polaron模型解释了超导LA 2 CUO 4中双井潜力的出现。在参考文献中讨论了双钙壶中的双孔电池。[8],进行区域中心软模式的计算是为了使极性和八面体旋转不稳定性表征。这些电势中的声子模式可能很不寻常。由其他原子形成的过度原子笼中弱结合离子的非谐振动通常被称为嘎嘎作响。已经在诸如Val 10 +Δ[9],laterates [10],Detecaborides [11]的材料中观察到它们。最近,建议在高压下合成的四倍体cucu 3 v 4 o 12 [3]。Rattling or other types of anharmonicity can lead, e.g., to Schottky-type anomaly of specific heat at low temperature [14], result in significant in- crease of electron e ff ective mass [15, 16, 17], suppress thermal conductivity [18, 19] or be a driving force for the superconduc- tivity [15, 16, 17, 20].在四倍的perovskites aa'3 b 4 o 12中
所有介电材料都具有电活性,即能够在施加的电场作用下改变其尺寸或形状。(Dang et al, 2012) 电活性聚合物 (EAP) 及其聚合物纳米复合材料由于其低模量、高应变能力、易于低成本加工和可定制的机电耦合特性,特别适用于从致动器、传感器到发电机等应用。通常,EAP 诱导的应变能力比刚性和易碎的电活性陶瓷高两个数量级。与形状记忆合金和聚合物相比,它们显示出更快的响应速度。(Yuan et al, 2019) 由于这些特性,EAP 可以与生物肌肉相媲美,并长期被称为“人造肌肉”。(Bar-Cohen, 2002) 社区甚至发布了一项挑战,要求开发一种由人造肌肉驱动的机械臂,以赢得与人类对手的腕力比赛。除了致动器之外,EAP 还显示出其在传感应用中的潜力,例如触觉传感、血压和脉搏率监测以及化学传感。(Wang 等人,2016 年)此外,EAP 甚至可以作为发电机中的关键活性材料。随着便携式电子设备(例如无线传感器和发射器)和无线微系统的功能不断增加,其能量需求也急剧增加。而电池的使用由于环境问题和有限的使用寿命而很麻烦,因此需要定期更换。解决这一挑战的明显解决方案是开发完全依赖从人体或周围环境中获取的能量的自供电系统。EAP 已被证明能够获取振动机械能(Lallart 等人,2012 年)和海浪能(Jean 等人,2012 年)。EAP 可以根据其所属的晶体类别(即中心对称或非中心对称)分为不同的亚组。当具有对称中心的介电材料受到电场刺激时,对称性将抵消阳离子和阴离子的运动,不会导致晶体的净变形。然而,化学键不是谐波的,键的非谐性会引起二阶效应,导致晶格的净变形很小。(Vijaya,2013)发现变形与电场的平方成正比,与电场的方向无关。这种效应称为电致伸缩。由于这种非谐波效应存在于所有介电体中,因此所有介电体都是电致伸缩材料。