自由能是一种重要的热力学性质,它使得计算物理系统几乎所有的平衡性质成为可能,从而可以构建相图并预测传输、化学反应和生物过程。因此,有效计算自由能的方法引起了物理学和自然科学领域的广泛关注,而自由能通常是一个难题。大多数计算自由能的技术都针对经典系统,而对量子系统中自由能的计算则较少探索。最近开发的涨落关系使得从一组动态模拟中计算量子系统中的自由能差异成为可能。虽然在经典计算机上执行此类模拟难度极大,但量子计算机可以有效地模拟量子系统的动态。在这里,我们提出了一种算法,该算法利用一种称为 Jarzynski 等式的涨落关系来在量子计算机上近似量子系统的自由能差异。我们讨论了在什么条件下我们的近似值会变得精确,以及在什么条件下它充当严格的上限。此外,我们成功地在真实的量子处理器上使用横向场 Ising 模型证明了我们的算法的概念。随着量子硬件的不断改进,我们预计我们的算法将能够计算自然科学中各种量子系统的自由能差异。
1 引言 量子计算机是一项新兴技术,有望彻底改变计算科学 [3, 13, 36, 43]。量子计算机使用量子比特作为信息处理单位,可以利用叠加和纠缠等纯量子现象,与某些应用领域的传统计算机相比,实现指数级的加速和内存减少。量子计算机最初设想用于模拟量子系统 [20],后来经过严格证明,它在该领域具有计算优势 [2, 35, 65]。事实上,量子材料模拟被视为近期量子计算机最有前途的应用之一 [9]。量子材料是指在微观层面上的量子效应导致宏观层面上出现奇异相或其他突现行为的材料 [29]。过去十年来,量子材料研究的蓬勃发展表明,这类材料对于下一代
随着超导量子处理器的复杂性不断增加,需要克服频率拥挤限制的技术。最近开发的激光退火方法提供了一种有效的后制造方法来调整超导量子比特的频率。在这里,我们展示了一种基于传统显微镜组件的自动激光退火装置,并展示了高度相干的透射的保存。在一个案例中,我们观察到激光退火后相干性增加了两倍,并对这个量子比特进行噪声光谱分析,以研究缺陷特征的变化,特别是两级系统缺陷。最后,我们提出了一个局部加热模型,并展示了晶圆级激光退火的老化稳定性。我们的工作是理解潜在物理机制和扩大超导量子比特激光退火规模的重要第一步。
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图2:AU NP种群的吸附动力学。(a)对使用吊坠降张力仪测试的所有混合物获得的界面张力数据。(b)λ最大。(c)通过所有λ的强度总和测量的集成强度。(d)Jain等人估计的颗粒间距。[26]在所有图中(N PS = 0,0.17,0.24,0.48,0.66,0.73,0.79,0.83),颜色从蓝色变为红色。
c纳米级物理研究实验室,伯明翰大学物理与天文学学院,伯明翰大学,埃德巴斯顿,伯明翰伯明翰B15 2TT,英国 *通讯作者:Peter Ercius电子邮件:percius@lbl.gl.gov邮政地址:1 Cyclotron Road:1 Cyclotron Road,MS 72-150,MS 72-150,MS 72-150,CA 94720 USA
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Na Qin 1* , Cheng Chen 2* , Shiqiao Du 1* , Xian Du 1 , Xin Zhang 3 , Zhongxu Yin 1 , Jingsong Zhou 1 , Runzhe Xu 1 , Xu
* 通信作者:cjtsai@uga.edu † 资深作者。‡ 现地址:GreenVenus, LLC, Wimauma, Florida 33598, USA § 现地址:SoundHound Inc., Boulder, Colorado 80302, USA C.-JT 和 WPB 构思了研究并设计了实验;WPB 进行了所有实验并分析了数据;SAH 提供了生理和代谢分析方面的指导;JR、TWH 和 RZ 提供了生物信息学支持;BNV 和 NJ 进行了 SEM 分析;JWJ、KWB、RJS、YY、SS、JG 和 JS 贡献了 Populus tremula x P. alba INRA 717-1B4 草图基因组;NLE 和 TJT 进行了蜡成分分析; WPB 和 C.-JT 撰写了该文章,并得到了 SAH 的参与。根据《作者须知》(https://academic.oup.com/plphys/pages/general-instructions)中所述的政策,负责分发与本文所述研究结果相关的材料的作者是:Chung-Jui Tsai (cjtsai@uga.edu)。
定义当前电力市场“规则”的机构、政策和经济学对于塑造电力行业的结果与技术进步同样重要。EMP 旨在通过严格分析支持成功过渡到清洁、高效、可靠和负担得起的电力行业的政策、经济和技术问题来产生影响。为此,我们采用了一系列适合当前主题的跨学科方法和工具,包括原始数据、经济和统计分析;建模;以及基于调查和访谈的研究。我们通过直接技术援助、出版物和演示文稿向公共和私人决策者提供见解和信息,并将我们的工作公开,以帮助和告知所有感兴趣的利益相关者。