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2024 年年度报告，Walther-Meissner-Institut - wmi.badw.de
尽管速度较慢，但研究所在 2024 年在研究基础设施、第三方资金和科学人员方面继续增长。我热烈欢迎过去一年加入 WMI 的所有人。我特别高兴地看到，目前约有 45 名博士生和 25 多名硕士生和本科生正在我们的研究所进行研究。这些数字凸显了 WMI 在培养低温物理和量子技术领域的优秀青年科学家方面的重要作用。我也非常高兴地宣布，在 2023 年的过渡期之后，我自己的团队在过去几个月中得到了显着扩展，新的量子理论部门终于“启动并运行”。在马克·卡尔索夫尼克于 2024 年底退休之际，我要祝贺他杰出的科学生涯，并感谢他一年来对研究所的奉献和辛勤工作。
量子密码学走向微波 - wmi.badw.de
随着黑客对通信信道的攻击越来越多，实现无条件安全的信息交换已成为当务之急。一种特殊的解决方案是利用量子特性来执行加密任务。量子密码学的一个著名例子是量子密钥分发 (QKD)，它为密钥交换问题提供了一种安全的解决方案。尽管在光学领域已经成功实现了几种 QKD 协议，但迄今为止在广泛用于智能手机和许多其他设备的微波频率上还没有实现。现在，在一项合作研究工作中，一种允许无条件安全的 QKD 协议已经在微波领域实现。这一成就可能会对微波通信的现有和未来技术标准产生重大影响，并有可能增强微波通信，例如 5G 和 6G。
altermagnetism -wmi.badw.de
摘要：在量子理论早期以来，搜索打破晶格晶格对称性的非常规量子阶段一直是物理学的重点，这是由基本兴趣和潜在应用驱动的。突出的例子包括铜土超导体，这些导体以其非常规的D-Wave Cooper配对和无耗散运输而闻名。在本演讲中，我们将讨论我们最近的发现[1]，该发现是由我们的早期预测和对非常规旋转型效应的预测和观察结果所激发的[2,3,4]。与共同的铁磁性和抗铁磁性不同，这种非常规的雌雄同体相（请参阅图）打破了晶体晶格的对称性，并在其自旋和电子结构中同时具有d，g或i-甲状化波的特征[1]。d-wave altermagnetism代表了D波超导的磁性类似物。我们通过采用和开发一个对称框架来确定altermagnetism，该框架考虑了涉及电子自旋和晶格的配对转换。该框架正在作为磁晶体研究中的新范式出现。我们将通过讨论（i）半导体MNTE的altermagnetic带结构来证明其有用性，我们最近通过使用光发射光谱[5]和（ii）鉴定了240多种现实的Altermagentic候选者，我们最近通过协作工作对此进行了实验观察。
suppraleitung unt tiftemperaturphysik i -wmi.badw.de
在这里，b k = k / | K |和| K | ≃k f。此外，我们已经使用了D（µ +ξk）≃d（E F）= CONST，因为功能∂f0 K /∂EK仅在化学势µ周围狭窄的能量间隔〜k b t中有限，并且我们将较低的集成极限设置为−∞，因为通常将较低的集成极限设置为金属的µ / 2 k b t t ≫1。显然，我们获得了预期的结果，即粒子密度是由正常金属的电子密度给出的。
年度报告2023，Walther-Meissner-institut-WMI.Badw.de
在整个2023年，Walther-Meißner-Institute取得了几个里程碑，这些里程碑已经打开了新的科学观点，并使我们更加接近量子技术的全部潜力。随着微波域中的量子密钥分布的证明，量子网络中多Qubit纠缠分布的概念的发展以及量子链路的演示我们对量子通信领域做出了重要贡献。，我们也通过观察非磁镁汉尔效应和超导微球的磁性悬浮效应，对基础科学也做出了基本贡献。此外，WMI在量子技术领域和计算领域取得了出色的进步，随着高质量量子电路的发展，新型的多模式超导量子量的实施以及具有可控制的耗散性和相干作用的体系结构的实现。随着在其6 Q Qubit量子处理器上进行首次远程访问实验，WMI现在处于一个很好的位置，可以成为该领域德国和欧洲的主要参与者之一。
Josephson参数放大器-wmi.badw.de
在超导量子电路（例如量子位）中，信息以微波量子信号的形式处理和传输。在量子信息协议结束时，这些信号必须由室温电子设备记录。由于微波量子信号通常由很少的光子组成，因此必须放大它们才能达到合理的信噪比。因此，量子信号的低噪声放大至关重要。现代的低噪声mi-crowave放大器是建立在超导Josephson参数设备的基础上的，例如频率驱动的Josephson参数放大器（JPA），允许达到放大器的标准量子限制，甚至超越了它。当前的JPA是由超导量子干扰装置（Squid）与超导Coplanar波导谐振器相结合的。组合系统充当可调的非线性微波谐振器，其频率可以通过外部磁场在原位变化。机械类似物将是可变长度的摆，可以调整其本征频率。可以将非线性微波谐振器的可调节性通过在谐振频率的两倍的两倍上施加到参数上泵送JPA。这又可以导致出现在JPA处的弱量子信号的强大参数扩增。可以进一步利用相同的参数放大机制，以以挤压真空状态的形式生成真正的量子信号。在这种实践培训中，学生的使命是通过通过频道驱动的超导JPA进行实验研究量子量子限制的放大现象。This goal can be split in several parts: (i) analyze the magnetic field dependence of the JPA's resonance frequency via microwave transmission measurements with a Vec- tor Network Analyzer (VNA) and determine the JPA frequency modulation period in terms of the magnetic coil current, (ii) find a suitable working point for parametric amplification and record the corresponding resonance response, (iii) apply a microwave pump signal以适当的频率获得并测量实质性参数扩增的增益。