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噪声量子硬件上双点动态平均场理论的量子经典模拟
摘要 我们报告了使用双点动态平均场理论 (DMFT) 对单波段哈伯德模型进行量子经典模拟。我们的方法使用 IBM 的超导量子比特芯片在时间域中计算零温度杂质格林函数，并使用经典计算机拟合测量的格林函数并提取其频域参数。我们发现量子电路合成 (Trotter) 和硬件错误会导致频率估计不正确，随后导致从自能的频率导数计算时准粒子权重不准确。这些错误会产生错误的杂化参数，从而阻止 DMFT 算法收敛到正确的自洽解。为了避免这个陷阱，我们通过对谱函数中的准粒子峰进行积分来计算准粒子权重。这种方法对 Trotter 误差的敏感度要低得多，并且在将量子误差缓解技术应用于量子模拟数据后，算法可以收敛到半填充 Mott 绝缘系统的自洽性。
对赤铁矿Fe2O3中极地的真实空间调查
在可极化的材料中，电子电荷载体与周围离子相互作用，从而导致准粒子行为。所产生的极性子在许多材料特性中起着核心作用，包括电运，光，表面反应性和磁敏感，以及极性通过这些宏观特征进行间接研究。在这里，非接触原子力显微镜（NC-AFM）用于在单一准粒子极限下以Fe 2 O 3的形式图像极性图像。Kelvin探针力显微镜（KPFM）和动力学蒙特卡洛（KMC）模拟的组合表明，可以通过Ti掺杂来显着增加电子极性的迁移率。密度功能理论（DFT）计算表明，从极化自由载体状态从极化自由载体状态的过渡可以在电子极性迁移中起关键作用。相比之下，孔极化物的流动性明显较小，并且通过捕获中心进一步阻碍了它们的跳跃。
费米子和玻色子以外的粒子交换统计
人们普遍认为，量子力学中只有两种类型的粒子交换统计数据，即费米子和玻色子，二维中的任意子除外 1–5 。原则上，第二种例外被称为准统计数据，它延伸到二维之外，曾被视为 6 但被认为在物理上等同于费米子和玻色子 7–9 。本文我们表明，物理系统中可以存在与费米子或玻色子都不等价的非平凡准统计数据。这些新型全同粒子遵循广义不相容原理，从而产生不同于任何自由费米子和玻色子的奇异自由粒子热力学。我们通过开发准粒子的第二种量化来制定我们的理论，该量化自然包括完全可解的非相互作用理论并结合局部性等物理约束。然后，我们构建了一维和二维的精确可解量子自旋模型系列，其中自由准粒子以准粒子激发的形式出现，它们的交换统计数据可以在物理上观察到，并且与费米子和玻色子明显不同。这表明凝聚态系统中可能存在一种新型准粒子，而且从更推测的角度来看，可能存在以前未考虑过的基本粒子类型。
![arxiv：2408.14294v1 [cond-mat.supr-con] 2024年8月26日](/simg/g:\will\search\icon\source\7\72839d6dbb9d9307105806190309e91c32699526.webp)
arxiv：2408.14294v1 [cond-mat.supr-con] 2024年8月26日
在高压下，最近发现的高温超导体LA 3 ni 2 O 7引起了强烈的辩论。关键争议涉及层间与内部配对场景，以及杂交在建立超导性方面起关键作用。但是，由于在高压下采用最新技术的限制，实验性澄清很困难。在这里，我们建议准粒子隧道和Andreev反射可以提供一种可行的方法来区分不同的配对场景。我们预测，D X 2 -2 -Y 2金属带与强烈重新归一化的Flat D Z 2 Quasiparticle带之间的杂交可以诱导不对称的Fano线形状。在超导状态下，我们表明，对于与小型层间跳跃的超导性，应极大地抑制Andreev反射。我们提出了未来的实验来检查这些预测，并有助于阐明超导LA 3 Ni 2 O 7和其他多层镍超导体的基本物理。
平衡声子电子能量和角动量...
识别电子，自旋和晶格自由度之间非平衡能量转移机制的微观性质对于理解超快现象（例如操纵飞秒时间表上的磁性）至关重要。在这里，我们使用时间和角度分辨的光发射光谱法可以超越经常使用的集合平均视图，从而在Quasiparticle温度下进行的非平衡动力学视图。我们显示的铁磁Ni表明，非平衡电子和自旋动力学表现出明显的电子动量变化，而磁交换相互作用仍然是各向同性的。这种高光是晶格介导的散射过程的影响，并为揭开旋转晶格角动量转移的仍然难以捉摸的显微镜机理打开了途径。
语音耦合的高谐波生成，用于探索非绝热电子 - 光子相互作用
高谐波产生（HHG）已引起了对材料特性和超快动态的探索的极大关注。然而，缺乏对HHG和其他准颗粒（例如声子）之间耦合的考虑，一直阻碍对HHG中多体相互作用的理解。在这里，我们通过研究非绝热（NA）相干偶联的HHG来揭示了Quasiparticle耦合的强场动力学中多体电子载体机制。相干的声子被揭示出通过声子变形效应引起的绝热带调制以及多个山谷中光载体的Na和非平衡分布有效地影响HHG。绝热和NA机制通过影响声子周期和HHG强度振荡的相位延迟而离开指纹，这两者在实验上都是可测量的。对这些数量的研究可以直接探测材料中电子相互作用。
芯片级灾难性错误的分布式量子纠错
引言。对外部噪声的极端敏感性是构建和操作大规模量子装置的主要障碍之一。量子误差校正（QEC）通过在更大的空间中编码量子信息来解决这一问题，以便可以检测和纠正错误（例如，参见参考文献 [1]（第 10 章）和参考文献 [2]）。现有的 QEC 方案主要关注局部和不相关的错误（或具有有限范围相关的错误），例如参见 [3,4]。然而，例如由于与玻色子浴的耦合 [5 – 7] ，长程关联会对 QEC 的性能产生负面影响 [8,9] 。最近有研究表明，宇宙射线事件 (CRE) 会在超导量子比特中引起灾难性的关联误差 [10 – 13]。高能射线撞击后，会产生声子并在基底中扩散。这些声子随后在超导材料中形成准粒子，进而引起量子比特衰变 [12] 。尽管这些事件很少见，但它们的影响却是毁灭性的，因为它们会导致芯片中所有量子比特发生快速相关弛豫（ T 1 误差），从而基本上擦除编码的量子信息 [12] ，这对于可能需要数小时的长时间计算任务尤其有害 [14] 。此外，CRE 的不利影响不仅限于超导量子比特。半导体自旋量子比特 [15] 和基于马约拉纳费米子的量子比特 [16,17] 也分别受到由 CRE 引起的电荷噪声和准粒子中毒的影响。一种针对系统减少 CRE 影响的方法是改变设备的设计，例如，引入声子和准粒子陷阱 [18 – 20] 并增强设备中的声子弛豫 [17] 。在本信中，我们采用不同的方法，使用分布式纠错方案来检测和纠正
从GW扰动理论
我们介绍了使用GW扰动理论（GW PT）的电子波（E -PH）耦合的实际计算的工作流程。此工作流程结合了BerkeleyGW，ABINIT和EPW软件包，以在GW自我水平上启用精确的E-PH计算，超出了基于密度功能理论（DFT）和密度功能 - 功能扰动理论（DFPT）的标准计算。This workflow begins with DFT and DFPT calculations ( ABINIT ) as starting point, followed by GW and GW PT calculations ( BerkeleyGW ) for the quasiparticle band structures and e -ph matrix elements on coarse electron k - and phonon q -grids, which are then interpolated to finer grids through Wannier interpolation ( EPW ) for computations of various e -ph coupling determined physical诸如各向异性Eliashberg方程的电子自我甲基元或解决方案等数量。开发了一种量规的对称性展开技术，以降低GW PT（以及DFPT）的计算成本，同时满足Wannier插值的规格一致性要求。
铁电拓扑超导体
二维拓扑超导体（TSC）代表一种外来的量子材料，在边界处以分散性majorana模式（DMM）表现出Quasiparticle激发。一个域壁dmm可以在两个TSC域之间的边界上出现，其配对间隙中的π相偏移或π相移，只能通过磁场调节。在这里，我们提出了铁电（Fe）TSC的概念，该概念不仅丰富了域壁DMM，而且显着使它们具有电气调谐。表明，配对间隙的π相移位显示在相反的Fe极化的两个TSC域之间，并通过反向Fe极化而切换。与铁磁（FM）极化结合使用，域壁可以容纳螺旋，手性的两倍和融合的DMM，可以通过更改电气和/或磁场的方向将其彼此转移。此外，基于第一原理的计算，我们证明α -In 2 SE 3是具有FM层和超导体底物的邻近性Fe TSC候选者。我们设想Fe TSC将通过电场显着缓解DMM的操纵，以实现容忍度的量子计算。