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基于钻石中NV中心的紧凑和完全集成的LED量子传感器
Hz范围[1-3]。这些可以保持极小，并以空间分辨率向下降至原子大小[4-7]。此传感器技术还可以非常准确地与低能和空间需求相结合[8]。NV中心也可以用于测量温度[9-12]，电场[13]，并且在量子计算的字段中也有应用[14，15]。使用NV中心的其他磁传感协议包括使用NV基态以自旋混合[16-18]或测量红外线的旋转混合的全光方法，并具有接近Shot-Noise Noise Limited敏感性[19]。由于它们是钻石中的固态系统，因此可以在室温下操作传感器。因此，由于不需要低温温度，因此结构可以保持不那么复杂。NV中心是钻石中的点缺陷。钻石晶体结构如图1 a所示。两个碳原子被氮原子（红色）和相邻空位代替。对于固体钻石中的NV中心的合奏，钻石四面体结构内的所有四个方向都是可能的（用黄色原子表示）。带负电荷的NV中心是一个自旋s = 1系统，带有旋转三重态处于基态基态（3 a 2）和激发态（3 e）（参见图1 b）基态的光激发是自旋的。m s = 0自旋状态引线中电子的衰减
安德森塔的经典磁序的出现：量子达尔文主义在行动
在量子力学中，环境被认为起着负作用，破坏量子系统的相干性，从而随机改变其状态。然而，对于最初处于简并基态的量子系统，情况可能会有所不同。在这种情况下，基态特征函数的无限流形可以包含一些零纠缠态，这可以通过最小化冯·诺依曼熵来证明。然后，遵循量子达尔文主义，这些“经典”组合由量子环境选择和促进，这意味着不同的独立观察者在实验中发现它们。在这项工作中，我们从安德森状态塔的数值实现出发，在天元和反铁磁量子系统的特征谱中发现并探索了这种经典状态。量子基态的简并性被证明是解释经典世界中磁性物质的非平凡性质的关键，包括经典极限下出现的拓扑保护。
通过振动悬浮的微磁缸的线性冷却
冷却宏观物质的质量运动对其量子基态一直是物理界的目标，因为它被认为是迈向跨量子效应的量子效应的第一步，例如对宏观尺度观察到量子效应 - 例如，通过对空间量子量的限制，也有4个单个大型大型粒子 - 通过偏离已知相互作用的偏差并检查新颗粒的假设以搜索新物理学[5-9]。对量子状态中巨大颗粒的重力作用的研究引起了人们的关注[10，11]，因为这可能是通过实验通过实验来照亮量子力学和重力之间的相互作用的一种方法。可以理解，可以通过通过不同的悬浮方式将机械振荡器从其环境中脱离环境来实现量子状态的较大宏观量[12]。捕获和冷却大型（大于µm长度）颗粒到量子基态的运动极具挑战性。光学诱捕技术适用于捕获亚微米尺寸的颗粒，并且在悬浮的验光力学中已经使用了线性反馈技术将其冷却纳米颗粒至其运动基态[13，14]。最近，达到了两种元模式的同时基态冷却[15]，即使大型ligo镜的运动也通过反馈[16]在接近量子基态的附近冷却[16]，除了许多夹紧机械系统[17] [17]。然而，捕获场中光子的吸收和后坐力充当耗散极限，该极限与捕获粒子半径的第六功率缩放[18]，并且通过与黑色身体和捕获激光辐射的相互作用的光学左右量子态在光学左旋中存在坚硬的脱谐度限制[19] [19] [19]。
XX 催化剂对微扰交叉量子退火谱的影响
在绝热量子计算中，达到给定基态保真度所需的运行时间由退火谱中基态和第一激发态之间出现的最小间隙大小决定。一般来说，避免的能级交叉的存在要求退火时间随系统大小呈指数增加，这会影响算法的效率和所需的量子比特相干时间。正在探索的一种产生更有利的间隙缩放的有希望的途径是引入催化剂形式的非量子 XX 耦合 - 特别令人感兴趣的是利用有关优化问题的可访问信息的催化剂。在这里，我们展示了 XX 催化剂对优化问题编码的细微变化的影响的极端敏感性。特别是，我们观察到，包含单个耦合的目标催化剂可以显著减少在避免的能级交叉处随系统大小而闭合的间隙。然而，对于相同问题的略微不同的编码，这些相同的催化剂会导致退火谱中的间隙闭合。为了了解这些闭合间隙的起源，我们研究了催化剂的存在如何改变基态矢量的演化，并发现基态矢量的负分量是理解间隙谱响应的关键。我们还考虑了如何以及何时在绝热量子退火协议中利用这些闭合间隙 - 这是一种有前途的绝热量子退火替代方案，其中利用向更高能级的跃迁来减少算法的运行时间。
补充信息 将金刚石中的氮空位中心自旋与葡萄二聚体耦合
为了模拟 NV 自旋对 MW 场（特别是磁场分量）的响应，使用量子主方程方法推导出理论方程。在室温下，NV 自旋包含 NV − 的基态和激发自旋三重态、NV − 的两个中间态以及两个 NV 0 态。由于 1 A 1 的自旋寿命远小于 1 E 的寿命（参见正文），因此单重态实际上被假定为一个状态（1 E）。NV 0 态的包含解释了导致电荷状态切换的电离效应。在 NV 0 态下，它可以被光泵送回 NV − 的基态三重态。图 S.I.1 显示了由九个能级组成的 NV 能量图。如果忽略电离效应，在简并三重态的情况下，可以使用具有更少能级的更简单的模型。建模 ODMR 的基本状态是 NV − 的基态、中间态和激发态。但是，由于 NV 0 和 NV − 之间的跃迁速率
![arXiv:2211.00623v1 [quant-ph] 2022 年 11 月 1 日](/simg/g:\will\search\icon\source\e\e4783ce84404e42510c1692fb56a4039487239ab.webp)
arXiv:2211.00623v1 [quant-ph] 2022 年 11 月 1 日
我们证明，J 1 − J 2 海森堡量子自旋链的基态和第一激发态混合态（相邻态）中的最近邻纠缠可用作序参量，检测链从无间隙自旋流体到有间隙二聚体相的相变。我们研究了序参量对于不同系统尺寸下相邻态中基态和第一激发态之间相对混合概率变化的有效性，并将结果外推到热力学极限。我们观察到，即使系统处于基态，但有较小且有限的概率泄漏到第一激发态，最近邻纠缠也能起到良好序参量的作用。此外，我们应用相邻态的序参量研究了在模型相图上分别引入各向异性和玻璃无序时的响应，并分析了相应的有限尺寸尺度指数和前一种情况下出现的三临界点。各向异性的 J 1 − J 2 链具有更丰富的相图，使用相同的序参量也可以清楚地看到。
光力学系统中的量子相变
在这封信中，我们研究了由耦合腔和机械模式组成的光力学系统的基态特性。当腔和机械频率之间的比率η倾向于无穷大时，给出了精确的解决方案。该解决方案通过打破连续或离散的对称性，表现出平衡量子相变（QPT），揭示了基态处于基态的连贯的光子占用。在U（1） - 破裂阶段，不稳定的金石模式可以激发。在具有Z 2对称性的模型中，我们在腔和机械模式的挤压真空之间的相互关系（在有限η）或单向（以η→∞中）的关系发现。尤其是，当腔沿所需的挤压参数挤压场驱动时，它可以修改Z 2破裂相的区域，并显着降低耦合强度到达QPTS。此外，通过将原子耦合到腔模式，混合系统可以在混合临界点处进行QPT，该点由光力学和光原子系统合作确定。这些结果表明，这种光力学系统补充了其他相变模型，以探索新的关键现象。
