摘要 分子纳米磁体 (MNM) 是含有相互作用自旋的分子,一直是量子力学的游乐场。它们的特点是有许多可访问的低能级,可用于存储和处理量子信息。这自然开启了将它们用作量子比特的可能性,从而扩大了基于量子比特架构的量子逻辑工具。这些额外的自由度最近促使人们提出在单个分子中编码带有嵌入式量子纠错 (QEC) 的量子比特。QEC 是量子计算的圣杯,这种量子比特方法可以规避标准多量子比特代码中典型的物理量子比特的大量开销。分子方法的另一个重要优势是在制备复杂的超分子结构时实现了极高的控制程度,其中各个量子比特相互连接,同时保持其各自的属性和相干性。这对于构建量子模拟器(能够模拟其他量子对象动态的可控系统)尤其重要。使用 MNM 进行量子信息处理是一个快速发展的领域,仍然需要通过实验进行充分探索。要解决的关键问题与扩大量子位/量子比特的数量及其各自的寻址有关。正在深入探索几种有希望的可能性,从使用单分子晶体管或超导设备到光学读出技术。此外,化学领域的新工具也可能随时可用,例如手性诱导的自旋选择性。在本文中,我们将回顾这一跨学科研究领域的现状,讨论尚未解决的挑战和设想的解决方案,这些最终可能会释放分子自旋在量子技术中的巨大潜力。
摘要 分子纳米磁体 (MNM) 是含有相互作用自旋的分子,一直是量子力学的游乐场。它们的特点是有许多可访问的低能级,可用于存储和处理量子信息。这自然开启了将它们用作量子比特的可能性,从而扩大了基于量子比特架构的量子逻辑工具。这些额外的自由度最近促使人们提出在单个分子中编码带有嵌入式量子纠错 (QEC) 的量子比特。QEC 是量子计算的圣杯,这种量子比特方法可以规避标准多量子比特代码中典型的物理量子比特的大量开销。分子方法的另一个重要优势是在制备复杂的超分子结构时实现了极高的控制程度,其中各个量子比特相互连接,同时保持其各自的属性和相干性。这对于构建量子模拟器(能够模拟其他量子对象动态的可控系统)尤其重要。使用 MNM 进行量子信息处理是一个快速发展的领域,但仍需要通过实验进行充分探索。需要解决的关键问题与扩大量子位/量子比特的数量及其各自的寻址有关。人们正在深入探索几种有希望的可能性,从使用单分子晶体管或超导设备到光学读出技术。此外,化学领域的新工具也可能随时可用,例如手性诱导的自旋选择性。在本文中,我们将回顾这一跨学科研究领域的现状,讨论尚未解决的挑战和设想的解决方案,这些方案最终可能会释放分子自旋在量子技术中的巨大潜力。
两种形式的前置放大器................................................................................................ 21 阻抗 Z 是一个并联 RC 网络.............................................................. ; . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 前置放大器波形(Z 主要是电阻性). . . . . . . . . . . . . . 26 前置放大器波形(Z 同时为电阻性和电容性). . . . . . . . . 27 平行板产生已知电场 E . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 安装在平行板校准器接地平面上的场机 . ...
• Sessi 等人,拓扑手性半金属 PdGa 两种对映体中手性相关的准粒子干涉。自然通讯 11 ,3507 (2020) https://doi.org/10.1038/s41467-020-17261-x • Zhang 等人,拓扑超导异质结构中的竞争能级。纳米快报 21 ,2758-2765,(2021)。https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.0c04648 • Chang 等人,SnTe/PbTe 单层横向异质结构中的涡旋取向铁电畴。先进材料,33 ,2102267 (2021)。 https://doi.org/10.1002/adma.202102267 • Küster 等人,将约瑟夫森超电流和 Shiba 态与非常规耦合到超导体的量子自旋关联起来。《自然通讯》12,1108 (2021)。https://doi.org/10.1038/s41467-021-21347-5 • Küster 等人,与超导凝聚态耦合的局部自旋之间的长距离和高度可调相互作用。《自然通讯》12,6722 (2021)。https://doi.org/10.1038/s41467-021-26802-x • Brinker 等人,原子制作的量子磁体的异常激发。《科学进展》8,eabi7291 (2022)。 DOI:10.1126/sciadv.abi7291 • Küster 等人,稀疏自旋链中的非马约拉纳模式接近超导体。美国国家科学院院刊 119,e2210589119 (2022)。https://doi.org/10.1073/pnas.2210589119 • Soldini 等人,二维 Shiba 晶格作为晶体拓扑超导的可能平台。自然物理学 19,1848–1854 (2023)。https://doi.org/10.1038/s41567-023-02104-5 • Wagner 等人,Designer-Supraleiter nehmen Form an。物理学家时代 (2024) https://doi.org/10.1002/piuz.202401701
摘要 分子纳米磁体 (MNM) 是含有相互作用自旋的分子,一直是量子力学的游乐场。它们的特点是有许多可访问的低能级,可用于存储和处理量子信息。这自然开启了将它们用作量子比特的可能性,从而扩大了基于量子比特架构的量子逻辑工具。这些额外的自由度最近促使人们提出在单个分子中编码带有嵌入式量子纠错 (QEC) 的量子比特。QEC 是量子计算的圣杯,这种量子比特方法可以规避标准多量子比特代码中典型的物理量子比特的大量开销。分子方法的另一个重要优势是在制备复杂的超分子结构时实现了极高的控制程度,其中各个量子比特相互连接,同时保持其各自的属性和相干性。这对于构建量子模拟器(能够模拟其他量子对象动态的可控系统)尤其重要。使用 MNM 进行量子信息处理是一个快速发展的领域,但仍需要通过实验进行充分探索。需要解决的关键问题与扩大量子位/量子比特的数量及其各自的寻址有关。人们正在深入探索几种有希望的可能性,从使用单分子晶体管或超导设备到光学读出技术。此外,化学领域的新工具也可能随时可用,例如手性诱导的自旋选择性。在本文中,我们将回顾这一跨学科研究领域的现状,讨论尚未解决的挑战和设想的解决方案,这些方案最终可能会释放分子自旋在量子技术中的巨大潜力。
Tristan 是一位国际知名的实验物理学家,因其在量子点阵列中相干传输和自旋操控方面的开创性研究而闻名。他在巴黎高等师范学院 (ENS) 的卡斯特勒布罗塞尔实验室 (LKB) 获得博士学位,师从诺贝尔奖获得者 Serge Haroche,随后在代尔夫特理工大学获得博士后奖学金,该大学是自旋量子比特实验研究的先驱中心。在加入 Quobly 担任全职 CTO 之前,Tristan 还曾领导法国国家科学研究中心 (CNRS) 格勒诺布尔的量子自旋量子比特社区。
项目概述:精确测量基于科学和技术的基础,以及推动准确性和精度的基本限制的新型传感器,从纳米电子学到医学成像的应用需要应用。颜色中心具有原子样电子过渡,可以使用光学和微波技术探测(图1(b)),并且由于原子晶格规模的空间扩展,他们可以对其本地环境提供精美的探测。在此项目中,您将开发一个集成的微波炉和光子平台来控制和调查2D材料中的旋转(图1(a)),其最终目的是建立具有最高敏感性和空间分辨率的新一代传感器。
无线传感器网络(WSN)在现代数据收集和监视应用程序中起着至关重要的作用,但是它们在挑战性的环境中的部署使他们面临安全威胁。安全密钥管理是确保WSN中交换数据的机密性,完整性和真实性的基本方面。本文介绍了WSN中安全关键管理的全面研究,重点是算法,协议,挑战和潜在的未来方向。本文以WSN的介绍开始,突出了它们的重要性和应用。然后,它讨论了安全密钥管理的重要性,强调了对机密性,数据完整性,身份验证和密钥撤销的需求。探索了密钥管理中的挑战,包括有限的资源,动态网络拓扑,可扩展性,键分布以及键撤销和更新。解释了用于关键管理的各种加密技术,例如对称密钥密码学,不对称的密钥加密和基于哈希的技术。本文深入研究了关键管理协议,包括LEAP,Spins,Tesla和Leap+,比较了其资源利用率,对攻击的抵抗力,可扩展性和易于实施。对这些协议的比较分析揭示了它们在不同情况下的优势和局限性。此外,本文重点介绍了安全的密钥管理中的未来方向,例如抵抗量子的密钥管理,能源效率的协议以及机器学习以进行优化和安全性。通过全面解决WSN中的安全密钥管理,本文为研究人员和实践者提供了有价值的洞察力,以设计强大而有效的
技术进步开始将一个以前只是学术性的问题变为现实:计算的基本物理极限是什么?兰道尔的结论 (1) 是,唯一必然需要耗散的逻辑运算是不可逆运算,这一结论促成了可逆、无耗散逻辑器件的设计 (2),促成了仅使用可逆逻辑即可进行计算的发现 (3-4),并促成了计算机的提案,在计算机中,比特(信息的基本量子)由真正的量子力学量子(如自旋)记录 (5-10)。到目前为止,量子力学计算机的提案依赖于“设计汉密尔顿算子”,这些算子是专门为允许计算而构建的,不一定与任何物理系统相对应。相比之下,本报告提出了一类实际上可能可构建的量子计算机。拟议的计算机由弱耦合量子系统阵列组成。计算是通过将阵列置于电磁脉冲序列中来实现的,这些脉冲序列会在局部定义的量子态之间引起跃迁。例如,在一维空间中,计算机可能由聚合物中的局部电子态组成;在二维空间中,计算机可能由半导体中的量子点组成;在三维空间中,计算机可能由晶格中的核自旋组成。在兰道尔极限下运行,只需要耗散即可进行纠错,这里详述的系统是 Deutsch 设想的真正的量子计算机 (6):位可以放置在 0 和 1 的叠加中,量子不确定性可用于生成随机数,并且可以创建表现出纯量子力学相关性的状态 (5-10)。利用量子效应构建分子级计算机的想法并不新鲜 (11-13)。这里详述的提议依赖于共振的选择性驱动,这是 Haddon 和 Stillinger (11) 用来在分子中诱导逻辑的方法,
稀土正铁氧体在稀土和铁离子的磁有序状态下表现出各种有趣的物理现象,例如自旋重新取向跃迁时的巨大声速异常和允许电控制磁性的磁感应铁电性 [1,2]。受挫磁体镝正铁氧体具有物理性质截然不同的竞争状态。在临界磁场之上,它会产生自发电极化并显示巨线性磁电效应 [3]。最近的中子衍射实验表明,在低外加场下,这种多铁磁电状态受到 Dy 和 Fe 自旋不公度顺序的抑制 [4- 6]。我将讨论不公度状态的性质,并表明 Dy 和 Fe 自旋之间的耦合使均匀状态不稳定,而不会在 Dy 自旋的反铁磁顺序中形成周期性的畴壁阵列。 Dy 畴壁之间的相互作用由通过 Fe 磁性子系统传播的磁振子介导,类似于介子交换产生的质子和中子之间的汤川相互作用 [7]。磁畴壁带电,不公度相和均匀相之间的竞争导致自旋态对外加电场和磁场的高度敏感性。[1] VD Buchel'nikov 等人,Physics--Uspekhi 39,547(1996 年)。[2] Y. Tokunaga 等人,Nature Mater。8,558(2009 年)。[3] Y. Tokunaga 等人,Phys. Rev. Lett. 101,097205(2008 年)。[4] C. Ritter 等人,J. Phys. Condens. Matter. 34,265801(2022 年)。 [5] B. Biswas 等,Phys. Rev. Mater. 6, 074401 (2022)。[6] S. Nikitin 等,即将出版。[7] S. Artyukhin 等,Nature Mater. 11, 694 (2012)。