XiaoMi-AI文件搜索系统
World File Search SystemTweezer
光镊（Phys498：EBP，2020 年春季）
光或电磁波是一种迷人的自然现象。它让我们能够看到从遥远星系到单个分子的所有事物。它还可以加热我们的食物，帮助我们进行交流和几乎即时的信息传递（以光速，即 3 x 10 8 米/秒）。光还带有动量，因此会对物体施加力。如果你用手电筒照射一枚硬币，硬币就会感受到光的力。但是，这种力非常小，只有皮牛顿 (pN) 的数量级。因此硬币不会移动。但如果物体也非常小，只有微米数量级呢？这正是 20 世纪 70 年代贝尔实验室的亚瑟·阿什金 (Arthur Ashkin) 试图研究的东西。他发现，紧密聚焦的光束实际上可以吸引附近强度较低的区域的粒子。捕获力与光的强度成正比，校准后，你可以看到物体移动并最终“停滞”。因此，他发明了第一个光镊（或称陷阱），并因此获得了 2018 年诺贝尔物理学奖（享年 96 岁！）。现在，它被广泛应用于许多物理和生物物理实验室，用于捕获从原子到生物细胞的任何东西（请参阅本报告末尾的参考资料）。
Francesco Scazza - 的里雅斯特
我是里雅斯特大学物理系副教授，也是 CNR-INO 的副研究员。我领导着一个在里雅斯特新成立的实验小组（7 名团队成员），研究具有人工量子系统的多体物理学，重点研究关联多轨道费米子系统中的非平衡动力学和传输。我在超冷原子的量子模拟方面的专业知识得到了多次受邀报告、国际合作和在高影响力国际期刊上发表的论文的认可。我目前的研究兴趣包括：超冷量子气体的量子多体物理学 - 强关联量子多体系统、强相互作用费米气体实验、量子杂质、量子传输和非平衡多体动力学、超冷费米气体中的超流动性和磁性、光晶格中的哈伯德物理学、SU(N) 对称费米子模型。实验原子物理和光学技术——激光冷却和捕获、费什巴赫共振、射频精密光谱、光钟光谱、光晶格、任意光势、量子气体显微镜。量子信息和量子光学——光镊阵列、中性原子量子信息处理、光原子相互作用中的集体效应、连续变量量子光学、光量子通信和 QKD。
基于里德堡原子的量子计算和量子
里德堡原子拥有远离原子阳离子的高度激发价电子。[1,2] 与基态原子相比，它们表现出夸张的特性，例如非常大的电偶极矩，这可以促进与宏观外部场甚至来自附近粒子的微观电磁场的强烈相互作用。这些相互作用可以通过静态电场或磁场、激光或微波场来控制，使里德堡原子系统成为实现可控量子多体模拟器的理想选择。过去几十年来，在中性原子系统方面取得了令人瞩目的实验进展，包括超冷原子气体的制备[3,4]、单原子的高分辨率成像[5,6]、可重构光镊阵列中单个原子的捕获[7-9]，高激发里德堡态的迷人特性被令人信服地揭示出来，使其成为最受欢迎的中性原子量子信息处理 (QIP) 平台。大量 QIP 涉及量子计算和量子模拟，旨在解决传统计算机难以解决的复杂问题。为实现量子计算和量子模拟而寻求的物理候选物范围包括
用于……的腔耦合里德堡原子阵列平台
中性原子系统长期以来一直是复杂量子物理的试验台。最近，量子研究的焦点已从基础科学转向量子计算应用。尽管几种不同的硬件平台已在此方向的能力方面取得了长足进步，但每种平台在扩展系统规模方面都有各自的障碍：无论是物理上的量子比特数，还是时间上的退相干前的代码周期。具体而言，在中性原子系统中，缺乏以比原子退相干快得多的时间尺度无损读取原子状态的能力。通过将中性原子里德堡阵列的几何可重构性和设计的强相互作用与高精细度腔的强光耦合相结合，我们可以构建一种超越其他硬件系统许多限制的新量子架构。在本论文中，我们阐述了将里德堡原子阵列耦合到腔体的情况，讨论了原子物理与量子计算之间的联系，以及使光腔系统比其他当前量子计算机实现更具优势的基本物理原理。然后，我们描述了这种系统的设计、测试和实现。我们的系统同时适应里德堡激发、可重构光镊阵列、选择性原子态寻址和与光腔的强耦合。我们详细讨论了在超高真空中安装这种系统的风险和技术考虑，包括发现一种新的高反射率镜材料失效机制。最后，我们概述了未来的具体步骤，以展示我们系统中的原理验证表面码纠错，为使用中性原子进行容错量子计算铺平道路。
激光技术在量子信息科学中的应用
实验物理学的科学进步不可避免地依赖于基础技术的不断进步。激光技术可以实现受控的相干和耗散原子光相互作用，而微光学技术则可以实现标准光学无法实现的多功能光学系统。本论文报告了这两项技术的重要进展，目标应用范围从里德堡态介导的量子模拟和光镊阵列中单个原子的计算到高电荷离子的高分辨率光谱。报告了激光技术的广泛进展：通过引入机械可调透镜支架，外腔二极管激光系统的长期稳定性和可维护性得到显著改善。开发了基于类似透镜支架的锥形放大器模块。二极管激光系统由数字控制器补充，用于稳定激光频率和强度。控制器提供高达 1.25 MHz 的带宽和由商业 STEMlab 平台设定的噪声性能。此外，还开发了针对强度稳定和 Pound-Drever-Hall 频率稳定进行优化的散粒噪声受限光电探测器以及用于 MHz 范围拍音的光纤探测器。通过分析用于波长为 780 nm 的 85 Rb 激光冷却的激光系统的性能，证明了所提出技术的能力。参考激光系统稳定到由调制传输光谱提供的光谱参考。分析该光谱方案以发现高调制指数下的最佳操作。使用紧凑且经济高效的模块产生合适的信号。实现了一种基于光学锁相环的激光偏移频率稳定方案。来自参考激光系统的所有频率锁定均提供 60 kHz（FWHM）的 Lorentzian 线宽以及 10 天内 130 kHz 峰峰值的长期稳定性。基于声光调制器与数字控制器相结合的强度稳定允许在微秒时间尺度上进行实时强度控制，并辅以响应时间为 150 纳秒的采样保持功能。对激光系统的光谱特性提出了很高的要求，以实现量子态的相干激发。在本论文中，通过引入一种用于二极管激光器的新型电流调制技术来增强主动频率稳定的性能。实现了从 DC 到 100 MHz 的平坦响应和低于 90 ◦ 的相位滞后，最高可达 25 MHz，从而扩展了可用于激光频率稳定的带宽。将该技术与快速比例微分控制器相结合，实现了两个激光场，相对相位噪声为 42 mrad rms，用于驱动铷基态跃迁。通过双光子方案进行相干里德堡激发的激光系统通过从 960 nm 倍频提供 780 nm 和 480 nm 的光。从单模光纤获得的 480 nm 输出功率为 0.6 W。两个激光系统的频率都稳定在高精细度参考腔中，导致 960 nm 处的线宽为 1.02 kHz（FWHM）。数值模拟量化了有限线宽对里德堡拉比振荡相干性的影响。开发了一种类似于 480 nm 里德堡系统的激光系统，用于高电荷铋的光谱分析。先进的光学技术也是微光学镊子阵列的核心，它提供了前所未有的系统尺寸可扩展性。通过使用优化的透镜系统与自动评估程序相结合，演示了具有数千个点且阱腰小于 1 µm 的镊子阵列。使用增材制造工艺生产的微透镜阵列实现了类似的性能。微透镜设计针对制造工艺进行了优化。此外，还分析了由于抑制谐振光导致的偶极阱散射率，证明了使用锥形放大器系统生成偶极阱的可行性。
时间相关横向量子误差校正
其中，如果位串 s 中的 1 的个数为偶数/奇数，则该位串为奇偶校验。我们可以将 | Ψ QRC ⟩ 视为奇偶校验状态：字符串的奇偶性决定系数是 α 还是 β 。这种奇偶校验性质使其很容易根据 Z 测量值进行校正。例如，如果在最后一个量子比特上测量 Z，如果结果为 0，则我们只需保留其他 N − 1 个量子比特中的信息；如果结果为 1，则信息仍存储，但我们需要在最后应用 X 门来恢复原始量子比特。该模型的一个关键缺点是它无法根据哪怕一个 X 测量值进行校正，这会导致整个波函数崩溃。当然，已知更复杂的代码 [ 25 ] 可以同时防止 Z 和 X 错误；其中概念上最简单的是 Shor 9 量子比特代码 [ 26 ]。更实际的可能性包括表面码 [27-31]，它更适合物理实现（并且容错性更强）；表面码中至少需要 9 个数据量子位来保护一个逻辑量子位 [31]。在本文中，我们提出了量子重复码的另一种简单替代方案，它解决了重复码的两个缺点，同时保持了其大部分概念简单性。我们的代码由一维、空间局部、时间相关的横向场伊辛模型 (TFIM) 生成。虽然该模型因与基于马约拉纳量子计算的联系而在量子信息论中有着悠久的历史 [32-36]，但在这里我们将指出一种相当不同的方法，即使用 TFIM 对量子位进行鲁棒编码。与重复码一样，我们的代码受到使用奇偶校验态的启发，可以有效地纠正 Z 测量/误差。事实上，[37-39] 中已经强调了 (随机) 横向场 Ising 模型动力学与重复代码中的量子纠错之间的联系。与依赖于 GHZ 态准备的重复代码不同，我们的奇偶校验态可以在幺正动力学下在恒定时间内准备，并且它可以得到一种可以同时纠正 Z 和 X 错误的代码。我们的代码能够在有限时间幺正动力学之后实现这种纠错奇偶校验态，这可以通过与对称保护拓扑 (SPT) 相的联系来理解 [40-42]，尽管这种代码看起来比许多受凝聚态物理启发的代码要简单。我们提出的 TFIM 代码是利用量子系统控制和操控方面取得的最新进展自然实现的。尤其是里德堡原子光镊阵列，由于能够单独控制原子，已被证明是一种高度可调谐的量子应用系统 [13, 43 – 48]。此外，虽然控制原子的初始空间配置已经是一种强大的工具，但现在还可以在保持量子比特相干性的同时移动原子 [49]。这种高度的控制，在空间和时间上，光镊阵列是近期实验中实现 TFIM 码的绝佳平台。本文的其余部分安排如下：我们将在第 2 部分介绍 TFIM 码。在第 3 部分中，我们描述了传统的基于综合征的量子纠错，并展示了 TFIM 码如何在存在 Z 误差的情况下恢复重复码的更传统现象（在我们的基础上），并且还可以通过纠正 X 误差超越它。我们在第 4 部分给出了数值证据，证明 TFIM 码可以直接用于生成更高深度的码。第 5 部分描述了在超冷原子实验中实现 TFIM 码的可行性。
7400 精密 LCR 仪表 B 型使用说明书
测量电容 (Cs/Cp)、电感 (Ls/Lp)、电阻 (Rs/Rp)、参数：耗散 (DF) 和品质因数 (Q)、阻抗 |Z|、导纳 |Y|、相位角 ( )、等效串联电阻 (ESR)、电导 (Gp)、电抗 (Xs)、电纳 (Bp) 同时测量和显示的任意两个参数注意：s = 串联，p = 并联，ESR 相当于 Rs 测量 |Z|、R、X：000.0001 mohm 至 99.99999 Mohm 范围：|Y|、G、B：00000.01 S 至 9.999999 MS C：00000.01 fF 至 9.999999 F L：0000.001 nH 至 99.99999 H D：.0000001 至 99.99999 Q：.0000000 至 999999.9 相位角：-180.0000 至 +179.9999 度 Delta %：-99.9999 % 至 +99.9999 % 测量基本增强扩展精度：LCR：+/- 0.5%* +/- 0.25%* +/- 0.05%* DF：+/- 0.0050 +/- 0.0025 +/- 0.0005 * 在最佳测试信号电平、最佳 DUT 值且无校准不确定度误差的情况下。使用大约 7000 个附件装置和电缆时，仪器精度可能会低于标称规格。最佳精度要求开路/短路调零期间使用的几何一致性与实际测量过程中装置和电缆上使用的几何一致性。使用非屏蔽开尔文夹和镊子型连接时，这种一致性可能尤其难以实现。实施负载校正并与用户提供的标准进行比较后为 0.25 x（正常精度）。在 3 Z 80k 范围内，100mV 编程 V 1V 或 100mV (编程 I) x (Z) 1V 测试频率：10 Hz 至 500 kHz 分辨率：0.1 Hz 从 10 Hz 至 10 kHz，5 位数字 > 10 kHz 精度：+/-(0.002% +0.02 Hz) 测量速度：基本精度：25 毫秒*/测量增强精度：125 毫秒*/测量扩展精度：1 秒*/测量 * 可能更长，具体取决于测试条件和频率测距：自动或量程保持