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开放格子场论的量子算法
某些酉量子系统的某些方面可以通过非厄米有效汉密尔顿量的演化得到很好的描述，例如自发衰变的维格纳-魏斯科普夫理论。相反，任何非厄米汉密尔顿量的演化都可以通过推广的维格纳-魏斯科普夫理论在相应的酉系统 + 环境模型中得到适应。这证明了量子动力学中异常点等新特征的物理相关性，并为研究耦合常数复平面中的许多体系统开辟了道路。在格点场理论的情况下，稀疏性为这些通道提供了在标准化量子硬件上进行有效模拟的希望。因此，我们考虑了与经历非幺正时间演化的晶格场理论的 Suzuki-Lie-Trotter 近似相对应的量子操作，这些操作可能适用于研究具有拓扑项的有限化学势下的自旋或规范模型，以及量子相变（一系列具有符号问题的模型）。我们开发了非厄米量子电路，并在基准（具有复杂纵向磁场的量子一维 Ising 模型）上探索了它们的前景，表明可观测量可以探测 Lee-Yang 边缘奇点。复杂耦合空间中吸引子的发展超过了临界点，这表明近期有噪声硬件的研究潜力。
适用于等离子组件的定制钨晶格结构
核聚变是一种众所周知的能源，它有可能为人类的未来提供可持续、环保、可调度的高功率密度能源供应解决方案。目前，利用核聚变能最有前途的方法是基于专门设计的环形装置内的磁约束高温等离子体 [1]。对热核磁约束聚变的持续研究推动了当前示范聚变反应堆 (DEMO) 的设计活动，该反应堆预计将作为所谓的托卡马克型反应堆实现 [2]。实现 DEMO 反应堆的一个主要挑战是设计和制造高负荷等离子体面对部件 (PFC)，这些部件必须在聚变运行期间承受强烈的粒子、热量和中子通量 [3]。对于此类 PFC，需要特定的高性能材料才能设计出可靠的部件。对于直接面对聚变等离子体的材料，钨 (W) 目前被认为是未来磁约束热核聚变反应堆的首选等离子体面对材料 (PFM)。这主要是因为 W 表现出较高的溅射阈值能量，以及作为聚变反应燃料的氢同位素的低保留率 [4]。对于 DEMO 反应堆中的 PFC，一个特别关键的方面是瞬态壁面负载，例如，由于托卡马克中的等离子体不稳定性而产生的瞬态壁面负载。此类瞬态事件可能导致 PFC 上出现非常强烈的热负载（数十 GW/m 2，持续时间为几毫秒），进而严重损坏反应堆的包层结构 [5]。为了保护聚变反应堆的壁免受此类事件的影响，目前正在研究特定的限制器 PFC。这些组件预计将阻挡到达反应堆壁的短暂而强烈的热脉冲，以使这些限制器组件后面的包层结构不会热过载或损坏。这种限制性 PFC 的一种可能的材料解决方案是使用定制的多孔 W 材料。利用这种超材料，可以实现将由于结合了多孔性而具有的总体低热导率与 W 的有益等离子体壁相互作用特性相结合的组件。然而，W 是一种难以加工的材料，因为它本质上是一种硬而脆的金属，这意味着加工 W 既费力又昂贵。针对这些限制，增材制造 (AM) 方法代表了一种实现几何复杂的 W 部件的通用方法。AM 工艺的特点是，在计算机控制下通过逐层沉积材料来创建三维物体，这意味着使用这种方法可以直接实现具有高几何复杂性的部件。近年来，利用激光粉末床熔合 (LPBF) 技术对金属进行 AM 加工已取得重大进展，该技术无需粘合剂相即可对多种金属进行直接 AM 加工。在 LPBF 加工过程中，原料粉末材料通过聚焦在粉末床上的激光束选择性地熔化和固结 [6]。封面图片展示了通过 LPBF 制造的具有定制晶格结构的 W 样品的顶视图。目前正在针对如上所述的限制器 PFC 研究此类多孔 W 晶格。图示样品是一种晶格结构，它源自基于十四面体重复（开尔文模型）的参数固体模型。这种模型过去也应用于开孔铝泡沫 [7] 并得到验证。图示 W 晶格的参数
通过量子随机步道筛分晶格
摘要。基于晶格的密码学是量词后加密的领先建议之一。最短的向量问题（SVP）可以说是基于晶格的密码学的加密分析最重要的问题，许多基于晶格的方案都具有基于其硬度的安全性主张。SVP的最佳量子算法是由于Laarhoven [LAA16]引起的，并且在（启发式）时间2 0中运行。2653 D + O（D）。 在本文中，我们对Laarhoven的结果进行了改进，并提出了一种（启发式）运行时间为2 0的算法。 2570 D + O（d）其中d是晶格尺寸。 我们还提出了时间内存交易，其中我们量化了算法的量子存储器和量子随机访问存储器的量。 核心思想是通过量子随机步行替换[LAA16]中使用的[LAA16]中使用的Grover的算法。2653 D + O（D）。在本文中，我们对Laarhoven的结果进行了改进，并提出了一种（启发式）运行时间为2 0的算法。2570 D + O（d）其中d是晶格尺寸。我们还提出了时间内存交易，其中我们量化了算法的量子存储器和量子随机访问存储器的量。核心思想是通过量子随机步行替换[LAA16]中使用的[LAA16]中使用的Grover的算法。
Spin Chern insulator in a phononic fractal lattice
旋转的Chern拓扑阶段在固态系统中更为自然，被认为存在于两个或三个维度。迄今为止，尚无证据表明在非全能维度中存在旋转的Chern拓扑阶段。分形提供了一个平台，用于探索非企业维度中新颖的拓扑阶段和现象。在这里，基于语音分形晶格，我们在非智能尺寸中实验证明了旋转阶段的存在。我们发现，与晶体晶格相比，旋转的Chern相在分形晶格中被压缩。我们还强调了自旋极化拓扑保护边缘状态的鲁棒性和单向性，即使动量空间不明显也是如此。有趣的是，声音在分形晶格的边界上的传播速度比晶格晶格的传播速度快。丰富的自旋偏边状态和增加的速度不仅可以激发其他非智能尺寸系统的进一步研究，而且还为设计多通道片上通信设备的设计提供了机会。
模拟Z晶格量规理论上的量子计算机
•世界是量子，我们很幸运，任何适合古典计算机的东西 - 大型量子计算机可以在HEP中处理计算，否则无法访问 - 这打开了新的边界并扩展了LHC，LIGO，LIGO，EIC和DUNE
XX Spin-1/2蜂窝晶格中的纠缠和量子相关性
在存在横向磁场（TF）的情况下，二聚旋转1/2 XX蜂窝模型的基态相图已知。在没有磁场的情况下，已经确定了两个量子相，即N´eel和二聚相。也通过施加磁场来出现倾斜的N´eel和顺磁性（PM）阶段。在本文中，使用两种互补的数值精确技术，兰科斯精确对角线化和密度矩阵恢复归一化组（DMRG）方法，我们通过关注量子相关性，同意和量子不和谐（QD）来研究此模型。我们表明，量子相关性可以捕获与先前结果一致的基态相图范围内量子临界点的位置。尽管同意和QD是短期的，但有关长期临界相关性的信息。此外，我们还解决了一种“磁性”行为，该行为是从饱和场周围纠缠的场开始的。
工程光学晶格中的高效量子门和算法
光晶格中的超冷原子具有高度的可控性和较长的退相干时间。例如，物质多体系统中的奇异相互作用可以控制光晶格并探测高阶量子现象1，2。此外，光晶格中的超冷原子可以包含各种类型的相互作用。这些包括晶格缺陷，电子-电子相互作用，电子-声子相互作用和自旋轨道耦合（即SOC）3。因此，已有多篇报道研究了利用光晶格中的超冷原子来研究强关联量子系统4 – 8。通常，光晶格中的超冷原子遵循超流体状态并产生晶格无序。然而，当相邻原子之间的隧穿速率较小时，它可以遵循莫特绝缘体区域，并可以获得均匀的晶格结构9，10。有趣的是，这种结构为量子门和量子算法提供了有前途的平台 11、12。在参考文献 13 – 19 中，已经使用光学晶格实现了量子门。此外，在参考文献 20 – 22 中，光学晶格中的捕获原子已被用于实现量子门和算法。在这项工作中，我们考虑了结合自旋轨道耦合和塞曼分裂的捕获超冷原子的情况。因此，我们表明，基于我们的方案可以实现量子门和算法，与以前报道的方法相比，其性能更好（就处理时间而言）。例如，我们研究了使用所提出的方案实现受控非门和 Toffoli 门电路。此外，还提出并评估了 Simon 算法 23 和黑盒字符串查找算法。结果表明，实现此类门和算法所需的门数（以及所需的处理时间）明显小于以前报道的实现。论文提纲如下：“模型”部分，我们介绍了模型和哈密顿量。“工程格子中的新电路”部分，我们介绍了量子门电路并讨论了它们的性能。“量子算法”部分专门介绍量子算法方案。最后，“结论”部分包括结束语。
晶体缺陷对单层晶格热导率的影响
100 247.2 217.9 205.9 38.5 224.5 199.8 260 76.5 48.6 46.5 10.3 49.7 45.3 110 215.4 178.6 169.1 32.8 183.7 164.3 270 73.6 46.5 44.5 9.9 47.6 43.4 120 190.7 150.8 143.1 28.6 155.0 139.1 280 70.9 44.6 42.6 9.5 45.6 41.6 130 171.1 130.4 124 25.3 133.9 120.6 290 68.4 42.8 40.9 9.1 43.8 39.9 140 155.4 114.9 109.4 22.7 117.9 106.4 300 66.1 41.2 39.4 8.8 42.1 38.4 150 142.3 102.7 97.9 20.6 105.3 95.2 310 63.9 39.7 38 8.5 40.5 37 160 131.5 92.9 88.7 18.8 95.3 86.2 320 61.9 38.3 36.6 8.2 39.1 35.7 170 122.2 82.9 81.1 17.4 87.0 78.9 330 60.1 37 35.4 7.9 37.8 34.5 180 114.3 78.2 74.7 16.1 80.1 72.7 340 58.3 35.8 34.3 7.7 36.5 33.4 190 107.4 72.5 69.4 15.1 74.3 67.5 350 56.7 34.6 33.2 7.4 35.4 32.3 200 101.4 67.7 64.4 14.1 69.3 63 360 55.1 33.6 32.2 7.2 34.3 31.3 210 96.1 63.4 60.4 13.3 64.9 59.1 370 53.6 32.6 31.3 7.0 33.3 30.4 220 91.3 59.8 57 12.6 61.2 55.6 380 52.3 31.7 30.4 6.8 32.4 29.6 230 87 56.5 53.9 11.9 57.8 52.6 390 51 30.8 29.5 6.6 31.5 28.7 240 83.2 53.6 51.1 11.3 54.8 49.9 400 49.7 30 28.8 6.4 30.6 28 250 79.7 51 48.7 10.8 52.2 47.5
最佳的各向同性，可重复使用的桁架晶格材料与接近...
软木是一种天然的无定形材料，其泊松比接近零的比率是密封玻璃瓶的无处不在。它是一种各向异性，横向各向同性，复合材料，几乎无法缩放。在这里，我们提出了一种新的各向同性和可重复使用的软木状的超材料，该类似于混合桁架材料，以显示出接近零的各向同性泊松的比例。优化是使用椭圆基函数神经网络辅助的多物镜遗传算法进行的，并与有限元仿真相结合。最佳的微结构超材料，由晶格常数为300 µm的两光片光刻制造，几乎各向同性泊松的比例在所有方向上都小于0.08。它可以恢复96。压缩测试后其原始形状的6％超过20％的应变。
超导电路晶格中可调拓扑分束器
摘要：在通常的具有偶数格点的Su–Schrieffer–Heeger（SSH）模型中，由于边缘态同时占据两端点，因此不易实现左右边缘态之间的拓扑泵浦。本文提出一种方案，研究由一维超导传输线谐振器阵列映射的偶数尺寸周期调制SSH模型中的拓扑边缘泵浦。我们发现最初在第一个谐振器中准备的光子最终可以以一定的比例在两端谐振器处被观察到。两端谐振器处最终的光子分裂表明本超导电路有望实现拓扑分束器。进一步，我们证明了两端谐振器之间的分裂比例可以从1到0任意调节，这意味着实现可调拓扑分束器是潜在的可行性。同时，我们还证明了可调拓扑分束器由于零能量模式的拓扑保护而不受系统中加入的轻微无序的影响，并且发现可调拓扑分束器对全局现场无序的鲁棒性远高于对最近邻无序的鲁棒性。我们的工作极大地拓展了拓扑物质在量子信息处理中的实际应用，为拓扑量子光学器件的工程化开辟了一条新途径。