自旋量子液体是直到零温[1]都检测不到磁对称破缺序的系统,而是存在拓扑序[2]。理论方面,有许多模型哈密顿量存在量子自旋液体状态[3,4]。规范对称性在这些模型中很常见,无论是离散的还是连续的,内在的还是突现的。许多规范模型,如 Z 2 环面代码 [3] 和分形模型,如 X 立方体 [5,6],都是使用多自旋相互作用定义的。本文我们表明,这些模型中精确的局部 Z 2 规范对称性可以仅由两自旋相互作用产生。在两自旋哈密顿量的某些低能量极限下可以产生有效的多自旋相互作用并不意外;新颖之处在于我们讨论的对称性是精确的。我们阐明了组合规范对称性的概念,它解释了为什么可以构造具有精确 Z 2 规范对称性的局部两自旋哈密顿量。保持代数的变换和单项式矩阵——我们从一组 N 个自旋 1/2 自由度开始,比如我们熟悉的 N 个位点晶格上的自旋模型。自旋算子是泡利矩阵 σ α i ,其中 α = x , y , z 且 i = 1 , . . . , N 。不同位点上的自旋交换,而相同位点上的自旋满足通常的角动量代数。让我们问一个简单的问题:这 3 N 个算子的哪些变换可以保持所有的交换和反交换关系?对于 N 玻色子或费米子,这个问题很容易回答;允许的单粒子变换集属于酉群 U ( N ),因为需要满足对易关系或反对易关系。但对于自旋来说,问题更难;不能简单地混合不同自旋的空间分量并保留位点内和位点间的代数。N 个自旋的希尔伯特空间是 2 N 维的,这个空间中允许的算子是 2 N × 2 N 酉矩阵,对应于群 SU (2 N )。自旋算子的一般变换 σ ai → U σ ai U † 保留了代数,但也同时作用于许多自旋:它将 3 N 单自旋算子 σ ai 与 SU (2 N ) 的其他(多自旋)2 2 N − 1 − 3 N 生成器混合。
电力系统中的惯性是指大型旋转发电机和一些工业电动机中储存的能量,这使它们具有保持旋转的趋势。当大型发电厂发生故障时,这种储存的能量尤其有价值,因为它可以暂时弥补故障发电机造成的电力损失。这种暂时的响应(通常持续几秒钟)使控制大多数发电厂的机械系统有时间检测和应对故障。
宏观系统中的时间反转与日常经验相矛盾。仅通过时间反转导致杯子破碎的微观动力学,几乎不可能将破碎的杯子恢复到其原始状态。然而,借助现代量子技术提供的精确控制能力,量子系统的幺正演化可以随时间逆转。在这里,我们在原子气体中的里德堡态表示的偶极相互作用、孤立多体自旋系统中实施时间反转协议。通过改变编码自旋的状态,我们翻转了相互作用哈密顿量的符号,并通过让退磁多体状态随时间演化回磁化状态来展示磁化弛豫动力学的逆转。我们使用洛施密特回声的概念阐明了原子运动的作用。最后,通过将该方法与弗洛凯工程相结合,我们展示了具有不同对称性的大量自旋模型的时间反转。我们的状态转移方法适用于广泛的量子模拟平台,其应用范围远远超出量子多体物理学,涵盖从量子增强传感觉到量子信息扰乱。
与总体自旋行为相比,单分子自旋行为可以在基本构件水平上被准确理解、控制和应用。单分子电子自旋和核自旋在监测和控制方面的潜力为分子自旋器件的发展带来了希望,这些器件通过将单个分子连接在两个电极之间而制成。金属配合物因其优越的磁性而广受赞誉,被广泛用于探索自旋效应的器件中。此外,具有高信噪比、时间分辨率和可靠性的单分子电学技术有助于理解自旋特性。本综述重点介绍了含有金属配合物的器件,特别是单分子磁体,并系统地介绍了该领域在单分子水平上的实验和理论发展现状,包括电子和核自旋的基本概念及其基本自旋效应。然后,介绍了几种在单分子水平上调控金属配合物自旋特性的实验方法,以及相应的内在机制。简要讨论了单分子自旋器件的综合应用和面临的巨大挑战,并展望了该领域未来的潜在发展方向。
核磁共振可以说是实现简单量子计算实验的最佳量子技术,也是有史以来最差的构建大规模量子计算机的技术。经过几年的快速发展,最终在七自旋系统中实现了 Shor 的量子因式分解算法,该领域开始达到其自然极限,进一步发展变得具有挑战性。现在,人们的兴趣不再是在更大的系统上追求更复杂的算法,而是主要转向开发精确高效地操纵自旋状态的技术,目的是开发可应用于其他更具可扩展性的技术和传统 NMR 中的方法。然而,NMR 实现的用户友好性意味着它们仍然很受欢迎,可用于简单量子信息协议的原理验证演示。
图1(a)设备的示意图。将封装在两个HBN薄片(紫色)中的BLG薄片(黑色)组成的异质结构放在金属后门(BG,深橙色)上。分裂的门(SG,浅橙色)和手指门(FGS,浅橙色)通过绝缘氧化铝层分开。金属触点(黄色)用于检测传输电流。(b)设备的有限偏置光谱测量。数字𝑁表示库仑封锁区域中的电子职业。(c)3 rd,第4和第5次COULOMB钻石的放大,从中提取第一壳能量δ𝐸SH1。红色箭头指示与激发态相对应的过渡线。左下方示意图说明了前5个电子的壳结构。(d)分别从正面(上图)和负SD分支(下图)提取第4个电子的激发状态能量。
摘要:二维共轭金属有机框架(2D C-MOF)由于其(半)的导电性能而吸引了对电子的兴趣日益增加。电荷 - 中立2D C-MOF也具有持久的有机自由基,可以看作是自旋浓缩阵列,为Spintronics提供了新的机会。然而,层堆积的2D C-MOF的相邻分子之间的强π相互作用歼灭了活跃的自旋中心,并显着加速了自旋松弛,严重限制了它们作为自旋量子的潜力。在此,我们通过控制层间堆叠来报告2D C -MOF中电荷传输和自旋动力学的精确调整。在共轭配体上引入了笨重的侧基,从而使2D C -MOFS层从锯齿状的堆叠到交错的堆叠量显着脱位,从而在空间上削弱了层间相互作用。因此,2D C -MOF的电导率降低了六个数量级,而旋转密度则增加了30倍以上,并且自旋晶格松弛时间(t 1)增加到〜60 µs,从而使旋转宽松的参考2D C -MOF变得越来越快地占据了旋转的良好。自旋动力学结果还表明,无旋转极化对或双极在这2D C -MOF的电荷传输中起关键作用。我们的策略提供了一种自下而上的方法,可以在2D C-MOF中扩增自旋动力学,从而为开发基于MOF的Spintronics开辟了途径。
摘要:Imry – Maphenomenon,预测1975年Byimryandmaandmaandrigol,由Aizenman和Wehr于1989年建立,并指出,低维旋转系统的第一阶相变为“圆圆形”,通过添加了Quench的随机空间,以添加了Quench Quench的随机空间,从而添加了Quench量的随机量,从而导致定量的量化,从而使定量进行了量化。该现象适用于尺寸d≤2的宽类自旋系统,并适用于具有连续对称性的自旋系统d≤4。这项工作提供了Imry -MA现象的定量估计值:在侧长L的立方域L中,我们研究边界条件对耦合到随机场的空间和热平均值的影响。我们表明,边界效应在一般二维自旋系统中至少与日志L的逆强力一样降低。对于具有连续对称性的系统,我们表明边界效应在两个和三个维度中至少与L的逆强力降低,并且至少在四个维度中的log log L的逆强力降低。最后,我们为翻译式吉布斯陈述了部分唯一性结果,并证明,对于几乎每个随机范围的实现,所有此类状态都必须同意耦合与随机范围的数量的热平均值。特定感兴趣的模型包括随机的Q-State Potts模型,Edwards-Anderson自旋玻璃模型和随机型号旋转O(N)模型。
我想首先感谢我的博士主管Hae-Young Kee教授。在过去的几年中,她一直指导和指导我,并与我一起度过了最好和最糟糕的时代。我只能希望我从互动中成为一个更好的人,我将永远随身携带她教给我的教训。我要感谢我的监督委员会,杨·博克(Yong-Baek Kim)教授和斯蒂芬·R·朱利安(Stephen R. Julian)教授,以支持整个计划的委员会成员和老师。说我遇到了很多人是轻描淡写的。Whether it be fleshing out physics ideas or casual quality of life interactions I would like to thank in no spe- cific order Andrei Catuneanu, Jacob S. Gordon, Austin Lindquist, Nazim Boudjada, Emily Zinnia Zhang, Vijin Venu, Peihang Xu, CJ Woodford, Daniel Baker, Leonardo Jose Uribe Castano, Sopheak Sorn,Wonjune Choi,Li Ern Chern,Geremia Mas-Sarelli,Adarsh Patri,Eli Bourassa,Eli Bourassa,Ilan Tzitrin,Heung-Sik Kim,Yige Chen,Vijay Shankar Venkataraman,Robert Scha函数Diana Swiecicki,Ilia Khait,Pranai Vasudev,Sergey Eyderman。非常感谢您向Heung-Sik Kim提供无尽的帮助,希望我不会像我怀疑那样打扰您。我相信,如果不是我的朋友,同事和同志Aris Spourdalakis和Dionysia Pitsili-Chatzi,我不会活着,我永远对此表示感谢。在我的努力中,他们无休止的支持,我非常感谢我的母亲Panagiota Karouni和姐姐Stavroula Stephi Stavropoulos。感谢您多年来的支持和支持。我也很感激我的朋友在海洋中,瓦西利斯·罗卡吉(Vasilis Rokaj),彼得罗斯·安德烈亚斯(Petros Andreas Pantazopoulos),乔治·巴塔吉安尼斯(George Batagiannis),perseas christodoulidis,gilho ahn,savvas ros-tadis,savvas rostadis,kalliopi souvatzi,以保持我的精神振奋。最后,我将不感谢物理学系的所有受雇于的工作,他的持久工作使我和其他所有研究生都成为可能。特别感谢伊莎贝拉(Isabella)在该部门的晚上工作之夜是友好的面孔。
我们研究了在量子轨迹水平上旋转1/2 parti-clessemble中集体广义测量和相互作用引起的竞争效果。该设置可以被认为是导致量子电路中测量引起的跃迁的设置。我们表明,统一的统一动力学和测量之间的相互作用导致了三个量子fisher信息(QFI)的三个策略,这是多部分实体的见证,作为监测强度的函数。虽然弱和强测量都导致了广泛的QFI状态(即,单个量子轨迹产生的状态显示出海森堡的扩展),但在所有系统尺寸中,出现了经典类似状态的中间状态,在其中测量有效地与crampermbling动力学有效地相关的状态,并限制了量子级别的发展,并导致了量子的发展。我们使用数值和分析工具来表征这些制度以及它们之间的交叉,并讨论我们的发现,被监视的多体系统中的纠缠阶段以及量子到古典过渡之间的联系。