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二维可重构非厄米规范激光阵列
光子非厄米系统中的拓扑效应近期引发了一系列非凡的发现，包括非互易激光、拓扑绝缘体激光器和拓扑超材料等等。这些效应虽然在非厄米系统中实现，但都源于其厄米分量。本文，我们通过实验证明了由二维激光阵列中的虚规范场引起的拓扑趋肤效应和边界敏感性，这与任何厄米拓扑效应有着根本的不同，并且是开放系统所固有的。通过选择性地和非对称地向系统中注入增益，我们在芯片上合成了一个虚规范场，它可以根据需要灵活地重新配置。我们不仅证明了非厄米拓扑特征在非线性非平衡系统中保持不变，而且还证明了可以利用它们来实现强度变形的持久相位锁定。我们的工作为具有强大可扩展性的动态可重构片上相干系统奠定了基础，对于构建具有任意强度分布的高亮度源具有吸引力。
Toom三路乘法的量子电路设计
摘要：在经典计算中，Toom-Cook 是一种大数乘法方法，与其他算法（如教科书乘法和 Karatsuba 乘法）相比，其执行时间更快。对于量子计算中的使用，先前的工作考虑了 Toom-2.5 变体，而不是经典的更快、更突出的 Toom-3，主要是为了避免后者电路固有的非平凡除法运算。在本文中，我们研究了 Toom-3 乘法的量子电路，预计该电路的深度会比 Toom-2.5 电路的渐近更低。具体来说，我们设计了相应的量子电路，并采用了 Bodrato 提出的序列，以减少运算次数，特别是在非平凡除法方面，每次迭代减少到仅一次精确的 3 除法电路。此外，为了进一步降低剩余除法的成本，我们利用特定除法电路的独特属性，将其替换为常数乘以互易电路和相应的交换运算。我们的数值分析表明，与 Toom-2.5 相比，所得电路在 Toffoli 深度和量子比特数方面确实具有较低的渐近复杂度，但具有大量主要来自于实现除法运算的 Toffoli 门。
B 组和 C 组职位的教学大纲通知编号 230/Recruitment Cell/2024 日期 2024 年 10 月 22 日
图像质量、患者剂量和职业暴露。5. 增感屏：发光、荧光和磷光、结构和功能、常用的荧光粉类型、屏幕安装、胶片屏幕接触的保养和维护。增强因子、速度和细节-交叉效应、分辨率、量子斑点、互易律失效、屏幕不对称、清洁。新型荧光粉技术-千伏的影响。光刺激荧光粉成像。6. 暗盒（传统和基于 CR）：结构和功能-类型-单个、网格、胶片支架-设计特点和装载/卸载考虑-保养和维护（清洁）。7. 光化学：原理：酸度、碱度、pH、处理周期、显影、显影液。定影、定影液、洗涤、干燥补充、检查和调整-潜像形成-显影性质-显影剂的构成-显影时间-使用显影剂的因素。定影剂-定影液的组成-影响定影剂的因素-定影剂的补充-银的保存-干燥-自动胶片处理机的显影剂和定影剂-漂洗-清洗和干燥。手动和自动处理中的补充率-银的回收-自动和手动化学品。通过加热和恒温器、浸入式加热器以及冷却方法控制化学品的温度。
喷墨材料的稳定性问题和测试方法
在传统摄影中，有许多标准化的加速老化测试来比较和预测图像和载体的预期寿命。ISO 标准 10977（下面有更详细的描述）用于测量彩色摄影材料的图像稳定性，分为暗稳定性测试和光稳定性测试。该标准于 1993 年首次发布。修订版目前处于草案状态，即将发布。由于目前还没有彩色硬拷贝材料的标准，测试必须依赖摄影行业建立的先例。实际上，负责修订 ISO 10977 版本的 ANSI/ISO 委员会（来自照片行业、油墨和纸张行业、喷墨技术行业等的多个制造商组成的团体）自 1994 年以来，该委员会也一直在制定测量彩色硬拷贝材料图像稳定性的新标准。由于新输出技术、新墨水组和新介质的数量快速增长，需要快速获得测试结果。由于高强度/高浓度加速老化测试可能遭受互易律失效，因此很难在正常显示条件下进行可靠的长期寿命预测。此外，彩色硬拷贝材料可能受到各种因素的负面影响，例如湿度、水等，其中一些因素以前未被考虑在内。因此，需要比 ISO 10977 标准中推荐的更广泛的测试方法。小组委员会将整个小组分成更小的任务组，处理以下问题：
从还原论角度洞察材料科学
1 北京国家电子显微镜中心和先进材料实验室，清华大学材料科学与工程学院，北京 100084，中国 *通信地址：lingu@mail.tsinghua.edu.cn 收稿日期：2023 年 5 月 22 日；接受日期：2023 年 6 月 4 日；在线发表日期：2023 年 6 月 13 日；https://doi.org/10.59717/j.xinn-mater.2023.100009 © 2023 作者。这是一篇根据 CC BY-NC-ND 许可开放获取的文章（http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/）。引用：Gao A. 和 Gu L. (2023)。从还原论的角度洞察材料科学。创新材料 1(1), 100009。材料结构与功能之间错综复杂的关系是长期以来研究的重大挑战。材料科学的还原论方法需要全面的理解，从原子能级的精确解到特定边界条件下相能带的基本原理，再到可以用统计方法理解的材料宏观特性。本研究系统地将宏观材料分解为其组成部分：相、晶胞、原子和电子，从而从基本粒子的角度深入研究材料特性。我们主要关注的是互易空间中的能带结构（电子）和色散关系（声子），以及实空间中四个基本自由度（晶格、电荷、轨道、自旋）的分布。我们以锂离子电池系统为例，说明还原论如何丰富我们对所起作用材料的理解。本文最后采用还原论方法对材料科学未来的潜在发展轨迹和根本挑战进行了前瞻性的思考。
材料物理化学
晶格和晶胞。布拉维晶格。晶面和方向。米勒指数。堆积能和结构。共价晶体和离子晶体。分子晶体。晶体结构中的缺陷。点缺陷和扩展缺陷。缺陷热力学。- 晶体结构：测定和分析干涉和衍射：一般概念。晶相衍射。劳厄定律和布拉格定律。傅里叶变换和互易晶格。单晶、多晶和纳米晶体。非晶相中的衍射。- 固态电子系统电场和磁场下的电荷载体和传输。自由电子和束缚电子。布洛赫定理和能带结构。电子的色散关系。态密度。费米-狄拉克分布。金属、半导体、绝缘体。纳米材料的应用。- 半导体和应用半导体中的电荷载体。电子、空穴及其运动。载流子浓度和质量作用定律。直接和间接带隙半导体。掺杂。一些半导体器件：pn结和二极管、晶体管。在光子学和电子学中的应用。- 晶格振动和热性质 晶格和分子振动：比较。振动色散关系。声学和光学分支。声子。振动态密度和德拜频率。固体中的振动光谱。固体中的比热。杜隆珀蒂定律。低温。- 介电和光学性质 极化率和介电函数。对电磁辐射的宏观响应。边界处的吸收、反射、弹性和非弹性扩散。洛伦兹模型。复折射率和介电函数。自由电子和等离子体。在能量学、催化和环境中的应用。激光在化学和材料科学中的应用。
实时计算脑电场以实现增强经颅磁刺激神经导航和优化
经颅磁刺激 (TMS) 线圈位置和脉冲波形电流通常用于在目标大脑区域实现指定的电场剂量。通过包括皮质上电场剂量的实时精确分布，可以改进 TMS 神经导航。我们介绍了一种方法并开发了软件来实时计算大脑电场分布，使其易于集成到神经导航中，并具有与一阶有限元法 (FEM) 求解器相同的精度。首先，将头部和允许的线圈位置之间的表面上的白噪声磁流产生的电场的跨度基组 (< 400) 正交化以生成模式。随后，利用互易和惠更斯原理通过 FEM 计算头部和线圈之间的表面上的模式引起的场，这些场与分离表面上的在线（实时）计算的一次场结合使用以评估模式扩展。我们对 8 名受试者的 FEM 和实时计算的 E 场进行了比较分析，使用了两种头部模型类型（SimNIBS 的“headreco”和“mri2mesh”管道）、三种线圈类型（圆形、双锥和 8 字形）和 1000 个线圈位置（48,000 次模拟）。任何线圈位置的实时计算都在 4 毫秒 (ms) 以内，适用于 400 种模式，并且需要 GPU 上不到 4 GB 的内存。我们的解算器能够在 4 毫秒内计算 E 场，使其成为将 E 场信息集成到神经导航系统中的实用方法，而不会对帧生成造成重大开销（分别在 50 毫秒和 20 毫秒内每秒 20 帧和 50 帧）。
基于周期性结构的隔音室
为有效控制声场提供了新途径。[1–4] 除了实现负折射率、[5] 超透镜、[6,7] 全息图[8] 和声学斗篷之外，[9] 最近的进展还包括开发非互易系统、[10] 拓扑绝缘体、[11,12] 非线性、[13] 可调、[14] 编码[15] 和可编程超表面。[16] 声学超表面也被探索为模拟计算的潜在平台[17]，计算机科学和人工智能的进步促进了设计程序，以实现超材料和超表面的理想特性。[18–21] 超材料也可用作探索量子概念类比的平台，如霍尔效应[22,23] 自旋特性、[24–27] skyrmions[28] 和旋转电子学。 [29] 声学超材料领域的一个发展中的分支致力于实现新型隔音系统。[30] 城市噪音污染日益严重是影响全球健康和生态环境的危险趋势之一。[31–35] 解决这个问题需要开发新的方法和材料，以实现宽带被动隔音。传统使用的系统通常以笨重的结构为代表，对建筑物和建筑物施加了严格的工程限制。[36] 噪音减轻的频率范围必须与所用材料的质量和体积相结合。此外，通风或光学透明度等一些关键特性通常与此类系统不相容。与传统的质量密度定律不同，超材料中声音的反射和衰减主要依赖于结构元素的周期性和形状，而不是它们的材料特性。超材料的一个重要选择是可以实现允许空气流动的结构。 [37–41] 各种设计包括穿孔膜、[42,43] 空间卷绕结构、[44–48] 和元笼 [49–51] 已被提出。尽管如此，尽管可实现的物理效应众多，声学超材料却很少在现实生活中得到应用。这些结构通常设计复杂，操作范围狭窄。在本文中，我们提出了一种隔音通风元室，允许光线进入内部区域。该室设计简单，便于制造和组装。同时，对材料的要求
狄拉克半金属 ${\rm{C}}{{{\rm{d}}}_3}{\rm{A}}{{{\rm{s}}}_2}$ 介导的非对称 SQUID 中的时间反演对称性破缺和零磁场约瑟夫森二极管效应
pn 结中的二极管效应在现代微电子学中起着重要作用。由于电子（n）和空穴（p）掺杂区之间的反演对称性破缺，电子传输是非互易的，即电流只能朝一个方向流动。这种非互易性质已广泛应用于晶体管、发光二极管、太阳能电池等电子设备中。最近，类似的二极管效应在超导系统中引起了极大的兴趣 [1-66]。与 pn 结中的二极管效应一样，超导二极管效应 (SDE)，或者具体来说是约瑟夫森结 (JJ) 中的约瑟夫森二极管效应 (JDE)，有望找到重要应用，如无源片上回转器和循环器 [66]。这类设备在量子计算应用中将特别有影响力。此外，SDE/JDE 可用作研究新型超导特性（如有限动量库珀对）的替代方法 [2, 10]。在典型的 JJ 或超导量子干涉装置（SQUID）中，IV 曲线在装置处于正常状态的高电流范围内呈线性，如图 1（d）所示。电压 V DC 在所谓的再捕获电流 I + r（对于电流向下扫描）处突然降至零，并在很大的电流范围内保持在零，直到达到开关电流 − I − c。本文中，我们将该开关电流视为 JJ 的临界电流（I c ），并在本文中始终使用临界电流这一术语。超过 − I − c 后，IV 曲线变为线性，装置再次进入正常状态。对于电流向上扫描曲线，可以观察到 IV 曲线的类似形状，并标记出相应的 − I − r 和 I + c 的位置。一般而言，只要存在时间反演对称性 (TRS) 或反演对称性，I + c = I − c 就与电流扫描方向无关。然而，当两种对称性都被破坏时，临界电流会根据电流扫描的方向显示不同的值，这种现象称为 JDE [ 1 , 2 ]。在非中心对称超导系统或非对称 SQUID 等器件结构中，反演对称性会被破坏
王宇欣——量子蒸汽朋克实验室
[3] G. Lee, T. Jin, Y.-X. Wang, A. McDonald, AA Clerk, 《无需测量或后选择即可实现互易性破缺引起的纠缠相变》 PRX Quantum 5, 010313 (2024)。[4] PC Jerger, Y.-X. Wang, M. Onizhuk, BS Soloway, MT Solomon, C. Egerstrom, FJ Heremans, G. Galli, AA Clerk, DD Awschalom, 《利用金刚石中单自旋的量子淬火相移检测自旋浴极化》 PRX Quantum 4, 040315 (2023)。[5] Q. Xu, G. Zheng, Y.-X. Wang、P. Zoller、AA Clerk 和 L. Jiang，具有压缩猫量子比特的自主量子纠错和容错量子计算，npj Quantum Inf. 9，78 (2023)。[6] A. Pocklington、Y.-X. Wang 和 AA Clerk，耗散配对相互作用：量子不稳定性、拓扑光和体积定律纠缠，Phys. Rev. Lett. 130，123602 (2023)。[7] Y.-X. Wang、C. Wang 和 AA Clerk，通过耗散规范对称性实现的量子非互易相互作用，PRX Quantum 4，010306 (2023)。[8] A. Pocklington、Y.-X. Wang、Y. Yanay 和 AA Clerk，利用局部耗散稳定费米子和量子比特的体积定律纠缠态，Phys. Rev. B 105，L140301 (2022)。[9] A. Seif、Y.-X. Wang 和 AA Clerk，区分量子和经典马尔可夫失相耗散，Phys. Rev. Lett. 128，070402 (2022)。[10] Y.-Y. Wang、S. van Geldern、T. Connolly、Y.-X. Wang、A. Shilcusky、A. McDonald、AA Clerk 和 C. Wang，低损耗铁氧体循环器作为可调手性量子系统，Phys. Rev. Applied 16 , 064066 (2021)。[11] Y.-X. Wang 和 AA Clerk, 本征和诱导量子猝灭用于增强基于量子比特的量子噪声光谱, Nat. Commun. 12 , 6528 (2021)。[12] Y.-X. Wang 和 AA Clerk, 非高斯量子噪声的光谱表征：Keldysh 方法及其在光子散粒噪声中的应用, Phys. Rev. Research 2 , 033196 (2020)。[13] Y.-X. Wang 和 AA Clerk, 量子系统中无耗散的非厄米动力学, Phys. Rev. A 99 , 063834 (2019)。[14] Y.-X. Wang、L.-Z. Mu、V. Vedral 和 H. Fan，纠缠 Rényi α 熵，物理学。修订版 A 93 , 022324 (2016)。