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构建嘈杂的中型离子阱量子计算机
摘要 — 捕获离子 (TI) 是构建嘈杂中型量子 (NISQ) 硬件的主要候选者。TI 量子比特与超导量子比特等其他技术相比具有根本优势，包括高量子比特质量、相干性和连通性。然而，当前的 TI 系统规模较小，只有 5-20 个量子比特，并且通常使用单个陷阱架构，这在可扩展性方面存在根本限制。为了向下一个重要里程碑 50-100 量子比特 TI 设备迈进，提出了一种称为量子电荷耦合器件 (QCCD) 的模块化架构。在基于 QCCD 的 TI 设备中，小陷阱通过离子穿梭连接。虽然已经展示了此类设备的基本硬件组件，但构建 50-100 量子比特系统具有挑战性，因为陷阱尺寸、通信拓扑和门实现的设计可能性范围很广，并且需要满足不同的应用资源要求。为了实现具有 50-100 个量子位的基于 QCCD 的 TI 系统，我们进行了广泛的应用驱动架构研究，评估了陷阱大小、通信拓扑和操作实现方法等关键设计选择。为了开展研究，我们构建了一个设计工具流，该工具流以 QCCD 架构的参数作为输入，以及一组应用程序和真实的硬件性能模型。我们的工具流将应用程序映射到目标设备上并模拟其执行以计算应用程序运行时间、可靠性和设备噪声率等指标。使用六个应用程序和几个硬件设计点，我们表明陷阱大小和通信拓扑选择可以将应用程序可靠性影响多达三个数量级。微架构门实现选择将可靠性影响另一个数量级。通过这些研究，我们提供了具体的建议来调整这些选择，以实现高度可靠和高性能的应用程序执行。随着业界和学术界努力构建具有 50-100 个量子比特的 TI 设备，我们的见解有可能在不久的将来影响 QC 硬件并加速实用 QC 系统的进程。
通过快速热退火改善应变GeSn/Ge多量子阱的短波红外响应 赵浩晨 1 ，林光阳 2 ，C
通过快速热退火改善应变 GeSn/Ge 多量子阱的短波红外响应 Haochen Zhao 1、Guangyang Lin 2、Chaoya Han 3、Ryan Hickey 1、Tuofu Zhama 1、Peng Cui 1、Tienna Deroy 4、Xu Feng 5、Chaoying Ni 2 和 Yuping Zeng 1,* 1 美国特拉华大学电气与计算机工程系，美国特拉华州纽瓦克 19716 2 厦门大学物理系，福建省厦门 361005 3 美国特拉华大学材料科学与工程系，美国特拉华州纽瓦克 19716 4 美国特拉华大学化学与生物化学系，美国特拉华州纽瓦克 19716 5 美国特拉华大学表面分析设施，美国特拉华州纽瓦克 19716电子邮件: yzeng@udel.edu
Ge/SiGe 型量子喷泉
n 型 Ge/SiGe 量子阱被认为是实现 Si 兼容 THz 激光器的有前途的平台。针对这一材料系统，我们开发了一个数值模型来描述子带间载流子动力学，该动力学在非对称耦合 Ge/SiGe 量子阱中脉冲光激发后恢复平衡。我们考虑了非弹性和弹性散射过程，并研究了不同的量子阱几何形状、掺杂密度和激发方式。在这个配置空间中，我们解开了对每个散射通道整体动力学的影响，并提供了子带间弛豫时间，发现相对于 III-V 基材料，由于相对于 III-V 化合物，电子-声子耦合较弱，因此其值较大。最后，该模型用于研究和优化第一和第二激发子带能级之间的粒子数反转，并评估其对晶格温度的依赖性，为指导即将进行的实验提供了可靠的理论框架。
农业光伏和生态光伏
加州《可持续地下水管理法》（SGMA）要求限制地下水抽取量，再加上气候变化的影响，正在迫使水资源管理者、农民和社区减少用水量，同时保持农作物产量并提高社会和环境复原力。多效土地再利用是一个有前途的解决方案，它涉及将灌溉农业用地转变为促进节水的用途，并使社区和生态系统受益。在某些情况下，农民可以获得补偿，以将他们的农田转变为其他有益用途，例如公园、栖息地走廊、新的社会经济机会、非灌溉牧场、清洁工业和可再生能源的空间以及野生动物友好的多效补给盆地（EDF 2021；Fernandez-Bou 等人 2023）。农光伏和生态光伏展示了如何通过安装太阳能电池板将清洁能源融入多效益土地再利用项目中，同时转向其他有益活动，例如过渡到耗水量较少的作物、覆盖作物、栖息地恢复和非灌溉牧场。农光伏和生态光伏有助于实现清洁能源生产、能源弹性和节水目标，同时为土地所有者和农民提供额外的收入来源。作为土地管理整体方法的一部分，农光伏和生态光伏代表了创新解决方案，支持农村社区的长期可持续性和弹性并保护其农业遗产（Adeh、Selker 和 Higgins 2018；Sturchio 和 Knapp 2023；Tölgyesi 等人 2023；Warmann、Jenerette 和 Barron-Gafford 2024）。
光罩
人们正在考虑在下一代光刻节点中使用 Ta 基吸收体的替代品，以减少 3D 掩模效应并通过相位干涉改善图像调制。低复折射率 (n-ik) 材料可以在比传统吸收体所需厚度更薄的情况下提供相移行为，本质上充当衰减相移掩模 (attPSM) 膜。确定 attPSM 吸收体厚度和随之而来的相位需要确定最佳相移掩模反射率。使用高反射率吸收体进行成像可显示出更好的成像性能。吸收体厚度是在干涉效应导致高吸收体反射率的地方确定的。因此，低折射率 (n) 材料是理想的 attPSM 吸收体候选材料。使用维纳边界和有效介质近似 (EMA) 建模确定的低 - n 材料组合使用吸收体反射率在线空间和接触孔图案针对 NILS 和 MEEF 进行优化。使用反射近场强度成像将接触孔最佳厚度的吸收体候选物与传统的 Ta 基吸收体进行了比较。
