量子计量学研究表明,与非纠缠态相比,使用多体纠缠态可以提高灵敏度。在本文中,我们量化了纠缠在测量量是与每个量子位单独耦合的参数的线性函数的情况下的计量优势。我们首先将海森堡极限推广到量子网络中非局部可观测量的测量,并基于多参数量子 Fisher 信息推导出一个界限。然后,我们提出了可以利用 Greenberger-Horne-Zeilinger (GHZ) 状态或自旋压缩状态的测量协议,并表明在 GHZ 状态下,该协议是最佳的,即它达到了我们的界限。我们还认为纳米级磁共振成像是该技术的一个有前途的设置。
量子波函数作为神经网络量子状态(NQS)的表示提供了强大的变异ANSATZ,用于查找多体量子系统的基态。然而,由于复杂的变分景观,传统方法通常采用量子几何张量的计算,因此可以使用优化技术。为旨在制定替代方法的努力做出贡献,我们引入了一种绕过度量标准的计算的方法,而是仅依赖于用欧几里得度量的一阶梯度下降。这允许应用较大的神经网络,并使用其他机器学习域中使用更标准的优化方法。我们的方法通过构建源自schrödinger方程的目标波函数,然后训练神经网络以近似该目标来利用假想时间演变的原理。我们通过确定最佳时间步长并保持目标固定直到NQS的能量减少来使此方法自适应和稳定。我们通过使用2D J 1 - J 2 Heisenberg模型的数值实验证明了我们计划的好处,该模型与直接能量损失最小化相比,它展示了增强的稳定性和能量准确性。重要的是,我们的方法通过良好的密度矩阵重新归一化组方法和NQS优化具有随机重新配置,以表现出竞争力。
对于量子比特 (d = 2) 的特殊情况,通过设置 ⃗ k = (k 0, k 1) = (n−k, k),我们看到 | D n (⃗k)⟩ 简化为熟悉的 Dicke 状态 | D nk⟩。虽然已经研究了量子比特 Dicke 状态的性质 [37–43],但迄今为止尚未考虑过这种状态的制备。本文的主要目标是制定一个确定性地制备任意量子比特 Dicke 状态的电路。这样的量子电路可用于将 (量子比特) Dicke 状态的许多应用推广到量子比特,例如量子网络 [7]、量子计量 [9]、量子压缩 [17] 和优化 [11]。特别地,需要将 (秩 1) 海森堡自旋链的算法 [21] 扩展为更高秩 ( SU ( d )) 可积自旋链 [45, 46]。
线性代数、微分方程、量子力学、算子和自旋的回顾。经典和微电子传感概念。信号。噪声。灵敏度。噪声类型。测量不确定度。采样。模拟数字转换。现代传感概念和读出电子学。离散量子态、叠加、纠缠。量子测量协议(拉姆齐、回声和多脉冲)和物理实现示例。磁场、电场、旋转、温度和生物传感的量子传感。噪声光谱、动态范围和自适应采样、集合传感和辅助量子比特传感器。使用纠缠态(GHZ、N00N、压缩态、W 和其他类型)接近或达到基本热力学或海森堡不确定度极限的超出标准量子极限的传感方案示例。量子传感器设计和分析论文和演示。
回顾了Bohr的理论及其局限性,物质和辐射的双重行为,De Broglie的关系,海森伯格的不确定性原则。氢原子光谱。需要一种新的原子结构方法。schrodinger波方程和其中的各个术语的含义。ψ和ψ2的重要性。径向和角淋巴结及其意义。径向分布函数和最可能的距离的概念,特别参考1S和2S原子轨道。量子数,s,p和d原子轨道的形状的重要性,淋巴结。在各种轨道,原子的电子构型中填充电子的规则。半充满轨道的稳定性,交换能量的概念。原子轨道的相对能量,异常电子构型。Slater规则和应用程序。(14小时)
波粒偶性;坐标和动量表示中的波函数;换向者和海森堡的不确定性原则;矩阵表示;狄拉克的胸罩和样式法; Schroedinger方程(时间依赖性和时间无关);特征值问题,例如粒子中的盒子,谐波振荡器等。 ;穿过障碍;运动中心的运动;轨道角动量,角动量代数,自旋;添加角动量;氢原子,自旋 - 轨道耦合,精细结构;时间独立的扰动理论和应用;变分方法; WKB近似;时间取决于扰动理论和费米的黄金法则;选择规则;半古典辐射理论; scatte,相移,部分波,天生近似的基本理论;相同的粒子,保利的排除原理,自旋统计量连接; rel Tiistic波粒偶性;坐标和动量表示中的波函数;换向者和海森堡的不确定性原则;矩阵表示;狄拉克的胸罩和样式法; Schroedinger方程(时间依赖性和时间无关);特征值问题,例如粒子中的盒子,谐波振荡器等。;穿过障碍;运动中心的运动;轨道角动量,角动量代数,自旋;添加角动量;氢原子,自旋 - 轨道耦合,精细结构;时间独立的扰动理论和应用;变分方法; WKB近似;时间取决于扰动理论和费米的黄金法则;选择规则;半古典辐射理论; scatte,相移,部分波,天生近似的基本理论;相同的粒子,保利的排除原理,自旋统计量连接; rel Tiistic
镁带结构的特征是与手性相反的模式的能量分裂,即使在没有应用的外部领域和相对论效应的情况下,由于海森伯格交换相互作用中的各向异性。我们基于原型RUO 2(一种原型的“ D-Wave” Altermagnet)对基于从头开始的电子结构计算进行定量原子自旋动力学模拟,以研究由热梯度产生的镁电流。我们报告了大量自旋Seebeck和自旋Nernst效应,即纵向或横向自旋电流,具体取决于磁子相对于晶体的繁殖方向,以及与温度ProFile中的非线性相关的有限自旋积累。我们的发现与Altermagnetic自旋组对称性以及线性自旋波理论和半经典Boltzmann转运理论的预测一致。
在本报告中,我们回顾了磁性材料间原子间交换的明确计算方法。这涉及通常称为海森堡交换,dzyaloshinskii-moriya相互作用和各向异性对称交换的交换机制。详细介绍了电子结构的微观理论(例如密度功能理论或动态均值理论)和原子间交换之间的联系。提取涉及数千原子的有效自旋哈密顿量的信息的不同方面,考虑到明显较少的原子(1-50),从电子结构计算中提取了数千个原子。提出了大量材料交换相互作用的示例,其中涉及3D时期的重元素,过渡金属之间的合金,助母子化合物,多层系统以及底物上的叠加剂和叠加剂,过渡金属氧化物,4F元素,4F元素,磁性
