量子算法被吹捧为解决一些经典难题(如量子力学模拟)的一种方法。所有量子算法的最终结果都是量子测量,通过量子测量可以提取和利用经典数据。事实上,许多现代混合经典方法本质上是具有短量子电路描述的状态的量子测量。在这里,我们比较和研究了从量子模拟中提取时间相关的单粒子概率密度的三种方法:直接 Z 测量、贝叶斯相位估计和谐波反演。我们在时间相关密度函数理论的潜在反演问题背景下测试了这些方法。我们的测试结果表明直接测量是更好的方法。我们还重点介绍了其他两种方法可能有用的领域,并报告了使用 Rigetti 的量子虚拟设备进行的测试。这项研究为量子计算的即将应用提供了一个起点。
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
4 重要的是,模型反演本质上不是一个近似过程。因此,通过说生成模型是反演的,我们还没有展示如何解决难解性问题。由于技术细节相当复杂(参见 Bogacz 2017),并且对我的论点无关紧要,因此我不会在这里概述它们。感谢一位匿名审稿人注意到了这个问题。
磁性系统中的手性相互作用可产生丰富的物理现象,例如,表现为非平凡的自旋纹理。造成手性磁性的最重要的相互作用是 Dzyaloshinskii-Moriya 相互作用 (DMI),它是由强自旋轨道耦合下反演对称性破缺引起的。然而,DMI 的原子起源及其与拓扑霍尔效应 (THE) 等新兴电动力学现象的关系仍不清楚。在这里,我们研究了界面 DMI 在 3 d –5 d 过渡金属氧化物基 LaMnO 3 /SrIrO 3 超晶格中从手性自旋纹理上对 THE 的作用。通过以原子级精度对界面反演对称性进行加法设计,我们将界面共线铁磁相互作用和 DMI 之间的竞争直接与增强的 THE 联系起来。控制 DMI 和由此产生的 THE 的能力指向了一条利用界面结构来最大化手性自旋纹理密度的途径,这对于开发高密度信息存储和用于量子信息科学的量子磁体很有用。
将相干光学跃迁与长寿命自旋量子比特耦合的固态量子发射器对于量子网络至关重要。我们在此报告了金刚石纳米结构中单个锡空位 (SnV) 中心的自旋和光学特性。通过低温磁光和自旋光谱,我们验证了 SnV 的反演对称电子结构,识别了自旋守恒和自旋翻转跃迁,表征了跃迁线宽,测量了电子自旋寿命,并评估了自旋失相时间。我们发现,即使在纳米制造结构中,光学跃迁也与辐射寿命极限一致。自旋寿命受声子限制,指数温度缩放导致 T 1 > 10 毫秒,相干时间 T 2 在冷却至 2.9 K 时达到核自旋浴极限。这些自旋特性超过了其他反演对称色心的自旋特性,而这些色心的类似值需要毫开尔文温度。 SnV 结合了相干光学跃迁和长自旋相干性,无需稀释制冷,是可行且可扩展的量子网络应用的有希望的候选者。
将相干光学跃迁与长寿命自旋量子比特耦合的固态量子发射器对于量子网络至关重要。我们在此报告了金刚石纳米结构中单个锡空位 (SnV) 中心的自旋和光学特性。通过低温磁光和自旋光谱,我们验证了 SnV 的反演对称电子结构,识别了自旋守恒和自旋翻转跃迁,表征了跃迁线宽,测量了电子自旋寿命,并评估了自旋失相时间。我们发现,即使在纳米制造结构中,光学跃迁也与辐射寿命极限一致。自旋寿命受声子限制,指数温度缩放导致 T 1 > 10 毫秒,相干时间 T 2 在冷却至 2.9 K 时达到核自旋浴极限。这些自旋特性超过了其他反演对称色心的自旋特性,而这些色心的类似值需要毫开尔文温度。 SnV 结合了相干光学跃迁和长自旋相干性,无需稀释制冷,是可行且可扩展的量子网络应用的有希望的候选者。
沉积火山地块,包括 Brunswick No. 12 矿床 然而,该矿床的磁性特征被附近玄武岩地层的响应所掩盖。可靠的 3D 模型可以极大地有助于更好地了解 Brunswick 12 号矿床的深层性质,并为其勘探提供重要的载体。矿床中丰富的磁黄铁矿产生强烈的磁异常。将磁性数据的 3D 建模与文献中提供的地质信息和钻井数据相结合作为反演的链接,生成了更可靠的地下行为模型。该反演与地质模型的比较表明 3D 模型的垂直行为与先前导出的地质剖面具有良好的相关性。尽管深度连续,但该模型表现出身体北部和南部部分之间的差异。这种“分叉”的外观与与矿床相关的两个磁异常的存在是一致的。然后将磁模型与该区域的航空电磁(AEM)特征进行比较,这也表明北部和南部部分之间存在分叉。将基于不同物理特性的两种地球物理方法的解释关联起来有助于确认所获得的 3D 模型的可靠性。这项研究的结果有助于更好地描述与 12 号矿床相关的地球物理特征
摘要:《联合国气候变化框架公约》要求世界各国报告其二氧化碳 (CO 2 ) 排放量。对这些报告的排放量进行独立核查是推进《巴黎协定》中商定的排放核算和减排措施的基石。在本文中,我们介绍了一种紧凑型星载成像光谱仪的概念和首次性能评估,其空间分辨率为 50 × 50 平方米,可为全球二氧化碳排放的“监测、核查和报告”(MVR)做出贡献。中型发电厂(1-10 MtCO 2 yr −1)的二氧化碳排放量占全球二氧化碳排放预算的很大一部分,目前其他星载任务尚未针对这些排放量。在本文中,我们表明,所提出的仪器概念能够解决来自此类局部源的排放羽流,这是获得相应的二氧化碳通量估算的第一步。通过辐射传输模拟,包括真实的仪器噪声模型和涵盖各种地球物理情景的全球试验集合,结果表明,在反演柱平均干空气 CO 2 摩尔分数 (XCO 2 ) 时,仪器噪声误差可以达到 1.1 ppm (1 σ)。尽管来自单个光谱窗口的信息量有限,光谱分辨率相对较粗,但大气气溶胶和卷云的散射可以在 XCO 2 反演中得到部分解释,偏差