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先进光子源战略计划 – 2021 年 10 月 1 日
阿贡国家实验室的 APS 是美国 DOE-SC-BES 科学用户设施。APS 的核心使命是为多方面的科学界提供服务，提供高能 X 射线科学工具和技术，使用户能够解决我们国家面临的最重要的基础和应用研究挑战，同时保持安全、多样化和对环境负责的工作场所。APS 经过优化，可提供美国最高亮度的硬 X 射线（即光子能量高于 20 keV）。这使得它非常适合在原位或操作环境下探索时间相关结构、元素分布以及化学、磁性和电子状态，以解决材料科学和凝聚态物理、化学以及生命和环境科学中的大量前沿问题。
单元 — I — 材料简介 — SAUA1201
I. 单晶：整个体积的长程有序。单晶或单晶固体是一种整个样品的晶格连续且不间断到样品边缘的材料，没有晶粒边界。（例如石英）。II. 多晶：晶粒内长程有序，但取向不同。多晶材料或多晶体是由许多大小和取向各异的微晶组成的固体。大多数无机固体都是多晶的，包括所有常见金属、许多陶瓷、岩石和冰。III. 几乎所有常见金属和许多陶瓷都是多晶的。IV. 如果存在短程有序，则为无定形。（例如玻璃）。在凝聚态物理学和材料科学中，无定形或非晶态固体是缺乏晶体特有的长程有序的固体。
激光脉冲诱导 Co/Al 异质结构高效太赫兹发射
1 北京航空航天大学微电子学院、北京大数据与脑计算高精尖创新中心费尔特北京研究所，北京 100191，中国 2 中国工程物理研究院微系统与太赫兹研究中心，四川成都 610200，中国 3 中国工程物理研究院电子工程研究所，四川绵阳 621999，中国 4 中国科学院物理研究所、北京凝聚态物理国家实验室，北京 100190，中国 5 中国科学院大学物理科学学院，北京 100049，中国 6 松山湖材料实验室，广东东莞 523808，中国 7 济南大学自旋电子学研究所，山东济南 250022，中国
腔基量子网络中的拓扑量子行走
摘要 我们提出了一种实现离散时间量子行走和模拟基于腔的量子网络中拓扑绝缘体相的协议，其中单个光子是量子行走者，采用多个腔输入输出过程来实现偏振相关的平移操作。可以通过调整单光子偏振旋转角度来模拟不同的拓扑相。我们表明，通过测量最终的光子密度分布可以直接观察到拓扑边界态和拓扑相变。此外，我们还证明了这些拓扑特征对实际缺陷具有很强的鲁棒性。我们的工作为使用基于腔的量子网络作为量子模拟器来研究离散时间量子行走和模拟凝聚态物理开辟了新的前景。
奇妙的量子纠错码及其用途...
摘要 量子计算机有可能对一系列科学技术领域的悬而未决的问题做出重大贡献，包括模拟复杂的凝聚态系统，以及帮助解决量子化学中的电子结构问题。然而，为了确保量子计算是值得信赖的——即对环境噪声和错误操作具有鲁棒性——我们需要能够在错误破坏信息之前检测并纠正错误。我们特别需要一种量子纠错码——一种量子信息的冗余编码以及一种检测和纠正错误的策略。理想情况下，这种代码应该考虑到底层硬件的限制，并以最低限度的额外资源成本为代价。
量子芯片上的虚时间传播
虚时间演化是寻找量子多体系统基态的重要技术，也是在量子化学、凝聚态和核物理中得到广泛应用的多种数值方法的核心。我们提出了一种在量子计算机上实现虚时间传播的算法。我们的算法是在将算法高效编码到优化门的背景下设计的，利用量子设备的基本特性，在扩展的希尔伯特空间中进行幺正运算。然而，我们证明，对于简单的问题，它也可以成功地应用于标准数字量子机。这项工作为将基于虚时间传播的量子多体方法移植到近期的量子设备奠定了基础，使未来能够对一大类微观系统的基态进行量子模拟。
Fujisawa - 磁场中可广泛调节的贝里曲率......
近年来，人们发现了由电子自旋自由度与新出现的几何和拓扑效应相互作用而产生的令人着迷的新型凝聚态现象。[1,2] 其中最突出的是贝里曲率 Ω 的概念，它源于电子波包穿过闭合环路时积累的几何相。[3,4] 在晶体固体中，这种贝里曲率可以解释为作用于运动电子的有效磁场，因此在霍尔输运实验中表现突出。[1] 例如，其积分在动量空间的量化，一种称为能带拓扑的现象，导致量化电荷和自旋霍尔效应。[5–8] 另一方面，磁性材料表现出丰富的实空间和动量空间贝里曲率表现。[9,10]
具有体拓扑的 Nielsen-Ninomiya 定理：...中的对偶性
Nielsen-Ninomiya 定理是高能和凝聚态物理中关于手性费米子在静态晶格系统中实现的基本定理。本文我们扩展了动态系统中的定理，其中包括静态极限中的原始 Nielsen-Ninomiya 定理。原始定理对于块体手性费米子来说是行不通的，而新定理由于动态系统固有的块拓扑而允许它们实现。该定理基于对偶性，可以统一处理周期性驱动系统和非厄米系统。我们还给出了受对称性保护的非手性无间隙费米子的扩展定理。最后，作为我们的定理和对偶性的应用，我们预测了一种新型的手性磁效应——非厄米手性磁肤效应。
附录 4：英国量子格局概览
根据 Innovate UK KTN 在 2020 年夏季开展的测绘工作，我们目前统计出英国约有 160 个研究小组正在研究量子科学和应用。这些研究小组分布在英国各个大学，有些大学有多个研究小组，研究方向围绕量子理论和信息、固态和凝聚态物理。除了基础科学和量子力学外，一些研究小组还在研究工程学科，如纳米制造、材料和系统工程，以及其他附属学科，如光学和光子学、半导体、计算机科学、电信、机器学习和计算方法，以及 Innovate UK KTN 网站上 Innovate 公开提供的英国量子格局图研究部分列出的许多其他分支（图 1）。