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无铅的1D混合钙壶的原子薄片具有可调的白色光发射，来自自被捕的激子
材料可以理解为parter骨钙钛矿AMX 3不同晶体学方向的切口（a =小有机或无机阳离子，例如CS +或CH 3 NH 3 +; m = M = divalent Metal，如Pb 2 +或Sn 2 +或Sn 2 +; x +; x = cl，br或i）。这是通过使用较大的有机阳离子（例如烷基烷基或芳基铵离子）来实现的。[2]所产生的2D结构可以被视为一个被两个有机屏障的无机层的理想量子孔。可以通过改变无机层的厚度[3]来调节此类量子井的光学性质，并结合材料的无机和有机合并的自由度，提供了丰富的化学，结构性，结构性的可爱性。[4]这些材料可以故意选择构建块，以设计2D材料的设计。已建立的2D材料为基础研究和应用提供了一个极好的平台，包括诸如极性物理现象，[5]超导性，[6]和电荷密度波[7]以及水的纯化，[8]光发射diodes，[9] Photovoltaics，[9] PhotoVoltaics，[10]和Sensing and Sensing and Sensing。[11]这个宽范围内在地渗透了分层钙钛矿和2D材料的组合将提供结合许多特性的高级多功能结构。
利用长链捕获离子扩展量子计算机
4 集成离子阱系统 90 4.1 真空室子系统. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106 4.5 成像子系统 . . . . . . . . . . . . . . 108 4.6 控制子系统 . . . . . . . . . . . . . . 111 4.6.1 主控制子系统 . . . . . . . . . . . . . . 112 4.6.2 相干射频控制子系统 . . . . . . . . . . . . . . 113
多维量子模拟的被困的离子体系结构
在1980年代初期，这个想法就实现了一个量子模拟器，以研究复杂且棘手的量子系统的特定动力学。[1-3]通常，与重新构建通用量子计算机（QC）相比，对实验平台建立模拟量子模拟器（AQ）的要求仍然较少。[4]是通用的，后者可能会运行任何算法，包括任何数字量子模拟。以数字方式操作，将需要前所未有的操作性限制才能重新构建相关的巨大开销，以采用Quanth误差校正。aqs被预计在可能可用的QC可用之前可能不太容易解决感兴趣的物理。[5]在许多不同的实验平台中的巨大进步驱动到QC和量子计量学的许多不同的实验平台中，许多针对AQSS的方法正在开发中。[6–8]由于非大学性，每种方法仍然适合于特定的任务集。仍然可以制定一些通用要求。CIRAC和Zoller State
全局连接的囚禁离子量子计算机的高效量子比特路由
在嘈杂的中型量子 (NISQ) 设备中实现连接的成本是决定计算能力的重要因素。创建了一种量子比特路由算法，该算法可以在先前提出的捕获离子量子计算架构中实现高效的全局连接。该路由算法的特点是与严格下限和基于位置交换的路由算法进行比较。提出了一种误差模型，该模型可用于估计设备可实现的电路深度和量子体积作为实验参数的函数。一种基于量子体积但具有原生双量子比特门的新度量标准用于评估相对于自由、全部到全部连接的上限的连接成本。该度量标准还用于评估方格超导设备。对这两种架构进行了比较，发现对于所使用的穿梭参数，捕获离子设计与连接相关的成本要低得多。
利用电磁感应透明三脚架方案实现大型捕获离子链的高效基态冷却
将机械振荡器用激光冷却到其运动基态是量子计量、模拟和计算领域的一个持续研究方向[1-4]。特别是，将单个原子定位到远低于光波长（“Lamb-Dicke”机制）是实现原子系统高保真量子控制的先决条件[1,5]。在大的捕获离子晶体中，量子纠缠门利用离子的集体运动[6,7]。这种运动必须在基态附近制备，冷却过程与耦合到环境的加热相竞争[8,9]。因此，开发新方法来实现所有运动模式的高带宽和快速冷却至关重要，这些运动模式用作量子信息处理的量子总线。解析边带冷却（RSC）是冷却机械振荡器的通用工具，对于捕获离子，它是冷却到基态的标准方法[1,10-12]。然而，RSC 时间通常随着振荡器的总质量或链中捕获离子的数量线性增长。通过实施具有单离子寻址的并行 RSC 策略，可以改善大型链的这种缩放比例 [13] 。捕获离子和原子的电磁诱导透明 (EIT) 冷却是另一种众所周知的基态冷却方法 [14 – 20] 。它利用三能级 Λ 系统中的量子干涉 [21] 来创建针对原子运动量身定制的可调窄光谱特征，以实现高效冷却。应用于捕获离子，EIT 冷却允许在很大一部分运动光谱上同时进行基态冷却，而无需单离子寻址 [22 – 24] 。EIT 冷却在简单的三能级系统之外的扩展已经激发了一些理论 [25 – 27] 和实验 [28 – 30] 研究。这种扩展对于量子
全局连接的囚禁离子量子计算机的高效量子比特路由
在嘈杂的中型量子 (NISQ) 设备中实现连接的成本是决定计算能力的重要因素。创建了一种量子比特路由算法，该算法可以在先前提出的捕获离子量子计算架构中实现高效的全局连接。该路由算法的特点是与严格下限和基于位置交换的路由算法进行比较。提出了一种误差模型，该模型可用于估计设备可实现的电路深度和量子体积作为实验参数的函数。一种基于量子体积但具有原生双量子比特门的新度量标准用于评估相对于自由、全部到全部连接的上限的连接成本。该度量标准还用于评估方格超导设备。对这两种架构进行了比较，发现对于所使用的穿梭参数，捕获离子设计与连接相关的成本要低得多。
囚禁离子中的 Mølmer-Sørensen 门入门
我们用电磁捕获的原子离子晶体来表示量子比特或自旋，每个离子内的两个电子能级表现为有效量子比特或自旋 1/2 粒子。电子能级的具体选择取决于原子元素以及用于操纵和测量量子比特状态的所需控制场类型。这些量子比特状态对于执行量子信息处理的最重要特征是 (a) 能级寿命长且表现出出色的相干性，(b) 能级状态具有适当的强光学跃迁到辅助激发态，允许通过光泵浦进行量子比特初始化并通过荧光进行量子比特检测，以及 (c) 量子比特通过可外部控制和门控的相干耦合进行交互。这将原子种类限制为少数元素和量子比特/自旋态，这些元素和量子比特/自旋态要么被编码为具有射频/微波频率分裂的单个外电子原子的 S 1 / 2 超精细或塞曼基态（例如，Be + 、Mg + 、Ca + 、Sr + 、Ba + 、Cd + 、Zn + 、Hg + 、Yb + ），要么被编码为具有光频率分裂的单个或双外电子原子的基态和 D 或 F 亚稳态电子激发态（例如，Ca + 、Sr + 、Ba + 、Yb + 、B + 、Al + 、Ga + 、In + 、Hg + 、Tl + 、Lu + ）。某些种类（例如，Ba + 、Lu + 、Yb + ）具有足够长的 D 或 F 亚稳态激发态寿命，以在其超精细或塞曼能级中承载量子比特，并具有射频/微波分裂。
新材料中单线态自陷激子的识别...
摘要：照明是人类的基本需求，因此寻找具有高效率和宽带白光发射的照明源十分必要。零维 (0D) 金属卤化物化合物是有希望的候选化合物，一些无铅含锑化合物表现出双峰白光发射。然而，它们的起源仍不清楚。为了解决这个问题，我们设计并制备了一类新的 0D 金属卤化物化合物，由 [M(18-冠-6)] + (M = NH 4 , Rb) 和 SbX 5 2 − (X = Cl, Br) 单元组成。我们发现 0D 化合物的发射曲线与 18-冠-6 醚的发射曲线不同且分离良好，不包括几篇报道中提出的配体内电荷转移机制。飞秒瞬态吸收数据和光物理性质的成分依赖性表明，双峰白光发射是由与金属卤化物耦合的自俘获激子的单重态和三重态（1 STE 和 3 STE）引起的。这些 0D 化合物也是非常高效的发射器，白光光致发光量子产率高达 54%。■ 简介照明是人类的基本需求，占全球电力消耗的约 20%。1
通过测量捕获离子运动退相干...
被捕获的离子可以通过用激光激发其内部电子态形成有效的量子二能级系统，从而充当有前途的可扩展量子比特，而离子在谐波势阱中的量化运动状态使我们能够通过库仑力与相邻离子相互作用。因此，高保真操作需要精确了解系统的运动退相干时间，即离子的运动状态不再可靠地被知道或不再能被控制的时间。现有的运动相干性测量通过将运动状态与激光驱动的内部跃迁耦合来间接控制和测量运动状态，因此，它们可能容易出现电子状态退相干和激光幅度或频率波动。在本论文中，我们应用了之前提出的直接电场操纵被捕获离子运动相干态的机制，在一种新的自由进动序列中测量运动相干时间。该序列由连续谐振子相空间中两个相位差可变的相干位移组成，由可变的延迟时间分隔。在 4 开尔文的超高真空室中，使用位于铌表面电极阱上方 50 微米处的锶-88 + 离子，我们测量了 (24 ± 5) 𝑠 − 1 的运动退相干率。该测量速率与系统的预期退相干率相匹配，其中捕获离子加热在幅度上超过其他形式的退相干，这很可能是我们系统的情况。
构建嘈杂的中型离子阱量子计算机
摘要 — 捕获离子 (TI) 是构建嘈杂中型量子 (NISQ) 硬件的主要候选者。TI 量子比特与超导量子比特等其他技术相比具有根本优势，包括高量子比特质量、相干性和连通性。然而，当前的 TI 系统规模较小，只有 5-20 个量子比特，并且通常使用单个陷阱架构，这在可扩展性方面存在根本限制。为了向下一个重要里程碑 50-100 量子比特 TI 设备迈进，提出了一种称为量子电荷耦合器件 (QCCD) 的模块化架构。在基于 QCCD 的 TI 设备中，小陷阱通过离子穿梭连接。虽然已经展示了此类设备的基本硬件组件，但构建 50-100 量子比特系统具有挑战性，因为陷阱尺寸、通信拓扑和门实现的设计可能性范围很广，并且需要满足不同的应用资源要求。为了实现具有 50-100 个量子位的基于 QCCD 的 TI 系统，我们进行了广泛的应用驱动架构研究，评估了陷阱大小、通信拓扑和操作实现方法等关键设计选择。为了开展研究，我们构建了一个设计工具流，该工具流以 QCCD 架构的参数作为输入，以及一组应用程序和真实的硬件性能模型。我们的工具流将应用程序映射到目标设备上并模拟其执行以计算应用程序运行时间、可靠性和设备噪声率等指标。使用六个应用程序和几个硬件设计点，我们表明陷阱大小和通信拓扑选择可以将应用程序可靠性影响多达三个数量级。微架构门实现选择将可靠性影响另一个数量级。通过这些研究，我们提供了具体的建议来调整这些选择，以实现高度可靠和高性能的应用程序执行。随着业界和学术界努力构建具有 50-100 个量子比特的 TI 设备，我们的见解有可能在不久的将来影响 QC 硬件并加速实用 QC 系统的进程。