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致力于解决近期量子计算机中的 BCS 汉密尔顿间隙
在这项工作中，我们使用噪声中尺度量子 (NISQ) 框架，获得了 Bardeen-Cooper-Schrieffer (BCS) 哈密顿量的间隙。这可能会对超导研究产生有趣的影响。对于这样的任务，我们选择使用变分量子压缩并分析在当前量子硬件上找到能谱所需的硬件限制。我们还比较了两种不同类型的经典优化器，即线性近似约束优化 (COBYLA) 和同时扰动随机近似 (SPSA)，并研究在实际设备中使用模拟时噪声存在引起的退相干的影响。我们将我们的方法应用于具有 2 和 5 个量子比特的示例。此外，我们展示了如何在一个标准差内近似间隙，即使存在噪声。
欧盟芯片法案 - 欧洲议会
微电子技术的早期发展因以下奖项而受到赞誉：1956 年，肖克利、巴丁和布拉顿因他们在半导体方面的研究以及他们在 1947 年发现晶体管效应而获得诺贝尔物理学奖（如今，任何尖端芯片中都有数十亿个晶体管）；2000 年，基尔比因在 1958 年发明集成电路（或芯片）中所发挥的作用而获得诺贝尔物理学奖。集成电路是“计算机和其他电子设备的重要组成部分”。半导体也被称为“集成电路”或“芯片”。与蒸汽机一样，芯片是少数“通用技术”之一，即开启了整个技术进步和经济增长时代的突破性创新。芯片已无处不在，被广泛应用于从计算机到医疗设备、5G 和人工智能系统以及安全和防御设备等一系列产品中。芯片是数字化转型的引擎。
多体物理学简介
7 Zero-temperature Feynman diagrams 176 7.1 Heuristic derivation 177 7.2 Developing the Feynman diagram expansion 183 7.2.1 Symmetry factors 189 7.2.2 Linked-cluster theorem 191 7.3 Feynman rules in momentum space 195 7.3.1 Relationship between energy and the S-matrix 197 7.4 Examples 199 7.4.1 Hartree–Fock energy 199 7.4.2 Exchange correlation 200 7.4.3 Electron in a scattering potential 202 7.5 The self-energy 206 7.5.1 Hartree–Fock self-energy 208 7.6 Response functions 210 7.6.1 Magnetic susceptibility of non-interacting electron gas 215 7.6.2 Derivation of the Lindhard function 218 7.7 The RPA (large- N ) electron gas 219 7.7.1 Jellium: introducing an inert positive background 221 7.7.2 Screening和血浆振荡223 7.7.3 Bardeen-Pines相互作用225 7.7.4 RPA电子气的零点能量228练习229参考232
在整个BCS-BEC跨界的临界电流，包括配对波动
目前的工作旨在对整个BCS-BEC交叉，即使在完全均匀的情况下，对当前密度与动量特征进行系统分析。在低温下，配对的弹性不足以使准二粒方法无效，发现了背流电流的急剧阈值，从而设定了耗散的开始并根据Landau确定关键动量。这一动量被认为可以顺利演变为从BCS到BEC机制，因此，单粒子电流密度的单个表达式包括配对爆发，使我们能够在BCS bcs-bec交叉的两个侧中分别融合了两种相等地基于两种非常不同的耗散机制，即分别，配对的断裂和调音。在有限的温度下，热闪光扩大了激发光谱，并使散发性（动力学和热的）机制彼此相互交织在一起，而是通过BARDEEN引起的替代标准来表明丧失超级流体行为。以这种方式，与以前的方法相对于线性和环形几何形状中的可用实验数据的详细比较显着改善，从而证明了量子闪烁在重新赋予单个颗粒激发光谱方面所起的至关重要的作用。
演讲2关于超导性的简短课程
所以，我说这是第一个微观理论，它是由Bardeen，Cooper和Schrieffer提出的，这就是BSC在1957年的来源。在实验中发现超导性后约50年，正如我们以前看到的那样，它是由K建模在1908年拥有的？该理论是成功描述的，弱耦合超导体的超导特性会试图清楚地表明，我们耦合了什么？弱耦合一词的含义，例如铝和其他材料，主要是金属，而不是金属，或者都是从或产生超导性的。但是，有些金属也会讨论，超导性的潜在候选者是。因此，基本思想是，位于填充费米海的Debye能量中的电子。.okay？因此，需要这两个电子，它们以金属中填充的费米海的频率或debye能量位于D内，它们可以形成结合对。因此，这是与电子的通常行为形成对比的东西，但是如果您可以创造出它们在非常紧密的情况下彼此相距的情况，那么填充的费米海的近端非常接近，电子不会与药房相互作用，除了排除原则外，除了这些两个电子之间，并且在它们之间并不能够界限，并且可以与他们之间的界限，并且可以与它们之间的界限，并且它可以与他们之间的界限，这是一个重要的界面，并且可以与airss进行界限，这是对airs and Interction的界限。电子，在费米附近
孔超导性
在1911年，Kamerlingh Onnes在实验中发现了某些称为“上跨导体”的金属，在过去[1] [1] [1] [2] [2]中发现了零电阻的状态。，如果在t> t c的超级导管的内部存在磁场，则当温度降低到t Meissner效应令人惊讶：在1933年之前，预计超导体会排除磁场，但不会排出磁场。 这是Fara-Day的定律，被称为“ Lippmann的定理” [4] [4] [5]：如果将磁场应用于零电阻材料中，则该材料将通过不让Eld渗透而产生的表面电流来反应，从而使磁场从其室内排除。 ，ever，法拉第定律 / lippmann的定理将预测，如果有限阻力的材料在其内部具有磁场，则将其冷却到零电阻的超导状态时，任何电流都不会流动，并且磁场将保持在内部，甚至在外部磁力源中，磁性磁性也可以恢复。 这不是超导体所做的：超导的金属自发产生一个表面电流，从而从其内部排出磁场[3]。 这似乎违反了法拉第定律。 BCS理论既没有基于电子 - 波相互作用，于1957年由Bardeen，Cooper和Schrieffer [7]提出。 对于其余三分之二，没有公认的理论。Meissner效应令人惊讶：在1933年之前，预计超导体会排除磁场，但不会排出磁场。这是Fara-Day的定律，被称为“ Lippmann的定理” [4] [4] [5]：如果将磁场应用于零电阻材料中，则该材料将通过不让Eld渗透而产生的表面电流来反应，从而使磁场从其室内排除。，ever，法拉第定律 / lippmann的定理将预测，如果有限阻力的材料在其内部具有磁场，则将其冷却到零电阻的超导状态时，任何电流都不会流动，并且磁场将保持在内部，甚至在外部磁力源中，磁性磁性也可以恢复。这不是超导体所做的：超导的金属自发产生一个表面电流，从而从其内部排出磁场[3]。这似乎违反了法拉第定律。BCS理论既没有基于电子 - 波相互作用，于1957年由Bardeen，Cooper和Schrieffer [7]提出。对于其余三分之二，没有公认的理论。伦敦兄弟[1，6]于1935年提出的伦敦方程式提供了对超导体的磁性行为的现象描述，但并未解释supoducducdors如何设法违反法拉第定律。bcs理论提供了超导体的显微镜描述，该描述准确地描述了其许多特性，通常认为它适用于称为“常规超导体”的材料，其中包括所有超导元件和许多化合物。大约有30种不同类别的超导材料[8]，其中大约三分之一被同意为“常规超导体”。该领域是开放的，以进一步进步。
什么是超导性的BCS理论
bcs理论：探索其在高温超导体中的基本原理和挑战Bardeen-Cooper-Schrieffer（BCS）理论是凝聚态物理学的一个关键概念，为自1957年以来提供了超导性的显微镜解释。这种现象涉及在临界阈值以下的温度下进行电力无电的材料。BCS理论的关键在于库珀对的形成，尽管它们是自然的排斥，但它们是一对电子。在低温下，这种配对是通过声子介导的吸引力在超导体的晶格结构中促进的。基态和首先激发状态之间的能量差距在维持超导性中起着至关重要的作用。BCS理论在各个领域都具有深远的影响，包括使用MRI机，粒子加速器和量子计算的医学成像。它的影响超出了对核物理，天体物理学和中子星研究的超导性，赢得了创作者约翰·巴丁（John Bardeen），莱昂·库珀（Leon Cooper）和罗伯特·施里弗（Robert Schrieffer），1972年诺贝尔物理学奖。然而，BCS理论面临着在1980年代发现的高温超导体的挑战。这些材料在温度下表现出超导性能，远远高于BCS理论的预测，这表明了另一种机制。研究人员正在探索理论，例如BCS-BEC交叉和磁波动，以了解这些现象。非常规超导体由于其不同的对称特性而构成挑战。这导致了新的理论模型的发展，这些模型试图扩展或补充原始的BCS框架。超导性的应用导致了MRI和粒子加速器以外的技术进步，包括材料科学方面的重大发展。bcs理论是理解超导性的基本框架，尽管局限性地解释了高温和非常规的超导性，但仍对其性质和指导技术创新提供了深刻的见解。该理论将超导性描述为由cooper Pairs Pairs Pairs的核物理学引起的微观效应。Bardeen，Cooper和Schrieffer于1957年提出了BCS理论，于1972年在1972年获得了诺贝尔物理学奖。在1950年代中期，超导性的势头取得了进展，从1948年的1948年论文提出的一致性是由于现象学方程而提出的一致性。温度和压力具有显着的关系，温度受压力变化的强烈影响。虽然BCS理论被广泛接受为超导性的基本解释，但人们认为其他因素正在发挥作用，有助于这种现象。这些潜在的机制尚未完全理解，甚至可能在低温下控制某些材料的行为。在极低的温度下，费米表面附近的电子变得不稳定，从而形成了库珀对。在常规超导体中，这种吸引力通常归因于电子 - 武器相互作用。这种现象首先是由库珀观察到的，他证明了结合是在有吸引力的潜力的情况下发生的，无论其强度如何。相比之下，BCS理论仅要求潜在具有吸引力，而无需指定其起源。该框架将超导性解释为库珀对凝结产生的宏观效应，库珀对表现出了一些玻色子性能。在足够低的温度下，这些对可以形成大型的玻色网凝结物。通过使用Bogoliubov变换，尼古拉·博格洛博夫（Nikolay Bogolyubov）也独立地开发了超导性的概念。在许多情况下，通过与振动晶体晶格（Phonons）的相互作用，间接引起配对所需的电子之间的有吸引力的电子相互作用。此过程涉及一个吸引晶格中附近正电荷的电子，导致另一个电子移入较高的正电荷密度区域。随着这些电子的相关性，它们会形成高度集体的冷凝物。打破一对所需的能量与超导体内所有对中的所有对所需的能量密切相关，从而使外力更难破坏配对。这种集体行为对于理解超导性至关重要，因为它使电子能够抵抗外部影响并保持通过超导体的恒定流动。BCS理论从假设电子之间的相互作用的假设开始，这可以克服库仑排斥。高温超导性的行为很复杂，尚未完全理解。虽然这种吸引力通常是间接的，这是由电子晶格耦合引起的，但基本机制对于理解理论的结果并不是至关重要的。实际上，在没有这种相互作用的系统中观察到了库珀对，例如同质磁场下的费米亚的超速气体。bcs理论提供了金属中量子力学多体状态的近似，从而通过有吸引力的相互作用形成了库珀对。在正常状态下，电子独立移动；但是，在BCS状态下，由于吸引力的潜力降低，它们被绑定在一起。形式主义是基于波函数的变异ansatz，后来证明在对的密集极限中是精确的。尽管取得了重大进展，但稀释和致密政权之间的跨界仍然是一个空旷的问题，吸引了超低气体领域的关注。BCS理论的关键方面包括带隙，临界温度和同位素对超导性的影响的证据。测量值，例如临界温度附近的热容量的指数增加支持超导材料中能量带镜的存在。随着温度升高的结合能的降低表明电子与晶格之间的相互作用逐渐减弱。必须通过改变所有其他对的能量来打破一个能量的差距。与普通金属不同，在正常金属中，电子状态可以随着少量的添加能量而变化，当超导性停止时，该能隙在过渡温度下消失。BCS理论提供了表达式，以表明差距在费米水平上以吸引力和单粒子密度的强度生长。它还解释了当材料进入超导状态时状态的密度如何变化，而在费米水平上没有电子状态。在隧道实验和超导体的微波反射中，最直接观察到了这种能隙。BCS理论预测了能量差距对温度的依赖性，包括其在零温度下的通用值。在1950年，两个独立的小组在使用不同的汞同位素时发现了超导性的同位素效应。这一发现很重要，因为它揭示了同位素的选择可能会影响材料的电性能和晶格振动的频率。同位素效应表明，超导性与晶格的振动之间的联系，后来成为BCS理论的关键组成部分。由其中一个组进行的Little -Parks实验提供了早期的迹象，表明库珀配对在超导性中的重要性。通过对二吡啶镁等材料等材料的研究进一步探讨了这一原理，该材料被认为是BCS超导体。BCS理论发展中的关键里程碑包括John Bardeen，Leon Cooper和John Schrieffer的作品，后者发表了有关库珀对中电子超导性显微镜理论和电子结合能的论文。他们的工作为我们理解超导性及其与晶格振动的关系奠定了基础。后来的发现，例如Bednorz和Müller在1986年的发现，揭示了某些材料中高温超导性的潜力。最近，研究继续探索这种现象，并在2011年报告了值得注意的发现。BCS理论是理解超导性的基石，它源于W. A.和Parks R.D.在1962年发表的超导缸中量子周期性的观察。这一理论是由莱昂·库珀（Leon Cooper），约翰·巴丁（John Bardeen）和J.R. Schrieffer在1950年代后期的《绑定电子对的开创性论文and syproscopic理论》中进一步开发的。他们的工作为理解某些材料在比温度以下时如何表现出零电阻的基础奠定了基础。Schrieffer的书《超导性理论》（1964）以及其他文本，例如廷克汉姆（Tinkham）的“超导性概论”和de gennes的“金属和合金的超导性”，提供了对BCS理论的全面解释。该理论已被广泛接受，并且仍然是研究的主题，其应用在包括量子材料和超导体 - 绝缘体跃迁在内的各个领域。对该主题的著名作品的引用包括库珀的“堕落的费米气体中的绑定电子对”，巴尔丁的“超导性显微理论”和“超导性理论”。BCS理论已经进行了广泛的研究，许多研究人员为其发展做出了贡献。体育学提供了超导性的基础知识的介绍，而舞蹈类比为Bob Schrieffer所描述的BCS理论提供了创造性的解释。超导性的研究仍然是一个积极的研究领域，并持续努力理解和应用BCS理论中概述的原则。
硅锗异质结双极晶体管
晶体管诞生 75 周年（从“跨阻放大器”缩写为“跨阻器”再缩写为“晶体管”）。时光飞逝。这是一个非凡的量子物理学小片段。2022 年，晶体管将像病毒一样大小，速度几乎与光速一样快，而且重要的是，它们巧妙地拥有放大这一独特黄金属性，可使微小的电压和电流变得更大。到 2022 年，地球上将有超过 10 24 个晶体管，这得益于摩尔定律所体现的令人瞠目结舌的指数增长模式。晶体管在现代生活中无处不在，无论技术提供者还是消费者是否看到它们。当然，“晶体管”一词应该添加到地球上每个人的词汇表中。同样，从智能手机到汽车、飞机、互联网、GPS，所有现代技术，如果从地球上消失，无一例外都会立即停止运行。事实上，就其对人类文明轨迹的影响而言，人们可以公平地说，晶体管的发明是人类历史上最重要的发现。这话很大胆，但有理有据 [1]。1947 年底，巴丁和布拉顿在贝尔实验室使用点接触装置首次观察到了晶体管的作用。这次固态放大器的演示在历史记录中也是独一无二的，因为我们可以精确地定位它——1947 年 12 月 23 日下午 5 点左右。正是在那一刻，世界发生了不可逆转的变化。新泽西州默里山正下着雪。肖克利不甘示弱，到 1948 年 2 月，“晶体管三人组”中的第三位成员肖克利开发出了晶体管。
第4章aharonov-bohm效应和几何阶段
颗粒场相互作用的电动力学的有趣而遥远的方面涉及电磁电位！和A及其在带电颗粒的量子机械中的作用。在上一章中，考虑了使用矢量电位a的物质辐射相互作用（和相关光谱过渡）。当这些波穿过电势的区域时，了解量子机械粒子波的相位如何影响也很重要！和a为非零，而e和b为零。场和电势被认为是静态的。唯一的时间依赖性是由粒子运动引起的，这是如此轻微，以至于可以被视为，如下所述。尽管Aharonov-bohm效应是微妙的，但有望遇到的主要想法。效果直接与量子电动力学（QED）有关。对量规场理论是理论的，它是物理学的标准模型（其中一个适中的QED），并且可以瞥见弱力和强大的力量。对我们来说，其重要性是，当多原子分子的锥形相交通过细胞核的运动发挥作用（有时被包围）时，它与遇到的几何阶段具有不可思议的相似之处。aharonov-bohm效应（以下称为AB效应）是研究分子中圆锥形相交的良好发射点。与大多数科学发现一样，它在无数的先驱和互补研究中进入了进入。它不像正确的时间在正确的位置那样原始。通量量化与AB效应的磁性版本相似，由伦敦预测，由其他人精炼，并包含在1957年Bardeen，Cooper和Schrieffer传递的Fin ished产品中（BCS理论）。Ehrenberg和Siday在十年前（1949年）发表了一个现场结果。Yang和Mills的1954年Pre Scient论文将AB效应的U（1）量规对称性与SU（2）；本文为所谓的物理学标准模型提供了数学基础。David Bohm的1959年论文和他的研究生Yakir Aharonov是关于量子机械效应的，当粒子穿过
零场有限摩托车和野外诱导的altermagnets
简介。最近发现的Altermagnetism [1-8]通过引入第三种磁性，开辟了新的凝结物理学研究领域[9]，除了两种长期已知的磁性：铁磁性和抗逆性磁性。altermagnetism在非相互作用的电子带结构中的非同性旋转分裂引起的材料中出现，因此并不是由于电子相互作用而引起的，通常与磁性有关。Altermagnetism背后的非常规机制也导致完全不同的对称特性。在altermagnets中，由于克莱默的自旋变性而出现的磁化值是动量依赖性的，符号变化值和节点。值得注意的是，由于符号变化，净磁化在Altermagnet中仍然为零。替代磁性已经被提议存在于许多材料中，其中大多数显示了d-Wave-symerry [9]，包括父母蛋饼材料LA 2 CUO 4 [3]。由于掺杂的铜材料是带有自旋的d波配对对称性的固有超导体[10，11]，因此在Altermagnets中具有D-波超导性的诱人前景。几乎所有已知的超导体都被Bardeen，Cooper和Schrieffer（BCS）[12]理论很好地描述了，其中具有相反动量K和 - K的电子以及相反的旋转↑和↓对在旋转式结合中进行。因此，增加自旋分裂最终会破坏BCS状态。当旋转退化性破裂时，这些自旋平线对库珀对变得不那么能量有利，由于材料中存在固有的净化杂志而导致的自旋分裂产生了良好的自旋分裂。仍然，通过形成有限的质量中心动量，超导性已被证明可以为更大的外部磁场而生存，从而导致无限型摩托车超导性，