由于非热微/纳米级声子群,热传输超过体积热传导 Vazrik Chiloyan a , Samuel Huberman a , Alexei A. Maznev b , Keith A. Nelson b , Gang Chen a * 1 a 麻省理工学院机械工程系,美国马萨诸塞州剑桥 02139 b 麻省理工学院化学系,美国马萨诸塞州剑桥 02139 虽然经典的尺寸效应通常会导致有效热导率降低,但我们在此报告
在所有量子系统中,囚禁离子量子比特已证明具有最高保真度的量子操作 1–4 。因此,如果能够应对集成和扩展相关技术的挑战,它们将成为可扩展量子信息平台的有希望的候选者。这些挑战中最主要的是这种激光器的集成,这不仅是冷却离子所必需的,而且通常也是操纵量子比特所必需的。目前,正在研究两种主要方法来解决这个问题。首先,如果硅光子学中展示的能力可以扩展到与原子离子量子比特所需的可见光和紫外波长兼容的材料,那么集成光子学可以提供一种可扩展的方式来传输必要的激光器 5,6 。其次,人们正在探索几种无激光操控原子离子量子比特的方案,这些方案涉及微波场与强静态磁场梯度 8-10、微波磁场梯度 11-13、微波修饰态 14 或运动模式频率附近振荡的磁场梯度 15,16 的配对。集成光学和微波控制都需要离子阱制造技术的进步才能真正实现可扩展性。
山内信介 传播中心负责人 在个人销售部门工作后,作为产品、运营和销售规划部的集团经理,负责规划和开发招聘材料、销售培训、数字营销等。自 2020 年 4 月以来的当前职位
以及最近的临床研究。11 – 21 在 PAI 中,当纳秒激光照射组织时,发色团(例如氧合血红蛋白 (HbO 2 ) 和脱氧血红蛋白 (Hb))会吸收能量并通过热弹效应产生光声波。1 , 22 – 25 产生的波由超声换能器检测并通过图像重建算法进行处理。PAI 以前曾用于在小型和大型动物模型中提供高分辨率脑血管结构和功能图像。26 – 28 高分辨率功能性脑成像系统可以解答许多神经科学问题。22 , 29 , 30 对于功能成像,PAI 依赖于与功能性磁共振成像相同的原理,通过对脑血流动力学波动(即氧需求变化)进行成像来间接捕获神经活动。已报道了许多将 PAI 用于功能性脑成像的应用。例如,Wang 等人。4 对大鼠脑在胡须刺激、高氧和缺氧反应下的脑血流动力学变化进行了成像;Nasiriavanaki 等人。22 , 31 开发了一种光声计算机断层扫描 (PACT) 系统来监测小鼠脑皮质静息状态功能连接;1 Kang 等人。对小鼠脑癫痫发作期间的神经元活动进行了成像; 32 Liao 等人33 对大鼠脑响应前爪电刺激的血流动力学变化进行了成像;Janggun 等人34 开发了一种功能性 PAI 系统来监测可卡因引起的大鼠脑区域激活。PAI 有两种主要实现方式:PACT 和光声显微镜 (PAM),后者根据聚焦方式进一步分为两类,即声学分辨率-PAM 和光学分辨率 PAM (OR-PAM)。1 , 35 虽然 PACT 用于对较深区域较大血管的血流动力学参数进行成像, 4 , 22 , 36 – 39 PAM 用于对细小血管(即浅层毛细血管)进行成像。40 – 45 与脑内较大的血管相比,对毛细血管血流动力学变化的分析可以更详细地了解脑功能。OR-PAM 的早期版本使用 2D 振镜扫描仪,在约 2 分钟内提供直径约为 6 毫米的成像区域。46 通过结合更快的扫描硬件,例如微机电系统镜,第二代 OR-PAM 系统变得更快。例如,Yao 等人。47 开发了一种 OR-PAM 系统,能够在 37 秒内对 2.5 × 4 平方毫米的区域进行成像;Lan 等人。48
水蒸气是最重要的大气成分,对地球辐射收支有很大影响。除了水蒸气的直接辐射强迫外,其通过产生云滴的间接效应也在气候中起着至关重要的作用。因此,准确和定期地表征其在大气中的丰度至关重要,特别是在不断变化的气候系统中。在大气的上对流层/下平流层 (UTLS) 区域,水蒸气通过均质或非均质冻结过程驱动纯冰 (卷云) 云的生成,并通过沉积驱动云冰粒子的生长。卷云的辐射效应仍不为人所知;一些研究表明它们会冷却,而另一些研究表明它们会变暖,这取决于云光学厚度和冰粒大小和浓度的表现。在欧洲 CARIBIC 项目 [ 1 , 2 ](基于仪器容器的定期大气调查的民用飞机)的框架内,自 2005 年以来,我们利用实验室开发的基于光声 (PA) 方法的仪器,在 UTLS 区域(10 至 12 公里高度)的商用飞机上定期测量大气水蒸气和总水(即水蒸气和云水/冰的总和)浓度。机载 PA 水蒸气测量仪(称为 WaSul-Hygro)基于电信型近红外 (NIR) 二极管激光器。此外,为了确保同时测量总水量和水蒸气的要求,WaSul–Hygro 拥有针对低温低压条件优化的双室 PA 装置。这种操作由安装在飞机下方的特殊环境进气系统实现,该系统包含一个侧向进气口和一个前向进气口,用于对水蒸气进行采样
囚禁原子离子系统已证明,其状态准备和测量 (SPAM) 不准确性 [1] 以及单量子比特和双量子比特门错误率 [2–4] 是所有量子比特中最低的。基于囚禁离子的完全可编程、少量子比特量子计算机已经建成 [5, 6]。然而,到目前为止,这些系统尚未扩展到大量量子比特,原因包括异常加热 [7–10]、声子模式拥挤 [11]、光子散射 [12, 13],以及传统光学元件的扩展挑战 [14, 15]。最近,有研究表明,通过直接电磁偶极-偶极相互作用耦合的分子离子量子比特可用于量子信息处理 [16]。虽然使用该方法的分子量子比特系统的可扩展性预计不会受到异常加热或声子模式拥挤的限制,但目前分子离子量子比特并不像原子离子量子比特那样容易控制。特别是,分子离子的 SPAM 由于其通常缺乏光学循环跃迁而变得困难,这使得激光照射分子成为问题 [17]。一种方法是通过共捕获的原子离子进行量子逻辑光谱 (QLS) [18–20],这种方法最近也被用于纠缠原子和分子离子 [21]。然而,由于 QLS 需要在运动基态附近冷却,因此技术要求很高,而且激光操控分子离子会导致自发辐射到暗态。这里,我们描述了如何利用离子阱中的偶极-声子耦合将极性分子离子的偶极矩与多离子库仑晶体的声子模式纠缠在一起。这种现象可以用两种方式直观地理解:作为非静止离子所经历的时间相关电场驱动分子电偶极跃迁,或作为时间相关偶极矩驱动离子运动。对于多个离子,振荡发生在库仑晶体的集体模式中,甚至可以使相距很远的偶极子通过共享声子模式发生强烈相互作用。此外,偶极-声子相互作用可以是
微纳米电子器件中的有效散热需要在室温以上运行的热载体长距离传播。然而,热声子(介电纳米材料中的主要热载体)仅在几百纳米之后就会耗散热能。理论预测表面声子极化子 (SPhP) 的平均自由程可达数百微米,这可能会改善纳米材料的整体散热。在这项工作中,我们通过实验证明了 SPhP 的这种长距离热传输。使用 3 x 技术,我们测量了不同加热器-传感器距离、膜厚度和温度下 SiN 纳米膜的平面内热导率。我们发现薄纳米膜支持 SPhP 的热传输,这可以通过热导率随温度升高而增加来证明。值得注意的是,距离加热器 200 lm 处测得的热导率始终高于距离加热器 100 lm 处测得的热导率。这一结果表明,SPhP 的热传导至少在数百微米范围内呈准弹道形式。我们的研究结果为室温以上宏观距离的相干热操控铺平了道路,这将影响热管理和极化子学的应用。
,但执行也很昂贵。因此,为模拟微重力并创建无容器和非接触空间环境的实验环境是一个紧迫的问题。声学驻波场(ASWF)悬浮的一种解决方案:1 - 4但是,在使用这样的ASWF创建所需的悬浮时,几乎没有关于该空间环境中生物安全关键问题评估的关键问题的报道。鉴于其在其他批准中看到的成功,例如材料制备,声音悬浮(AL)技术显示出在生命科学和生物学中应用的巨大潜力。5利用其非接触式和允许材料运输的特征,6-13该技术可以提供一个无壁,非接触式平台,以允许组装小零件,而不会从容器墙或样品持有人那里进行负面影响。已成功地执行了这种方法的实际应用,例如在药物载荷,诊断和人工启用中。14 - 16 Al Technology在据报道,在生物学研究中,还采用了包括鼠类胚胎干细胞,血细胞和小动物在内的活细胞,包括鼠类胚胎干细胞,血细胞和小动物。但是,迄今为止,关于
我们预测了一系列不寻常的量子声学现象,这些现象是由完全可调固态平台中的声音-物质相互作用引起的,在该平台中,金刚石中的一系列固态自旋与一维光机械晶体中的量化声波耦合。我们发现,通过使用在光机械相互作用中引入位置相关相的空间变化激光驱动器,可以原位调整机械能带结构,从而导致非常规的量子声音-物质相互作用。我们表明,当自旋与能带共振时,可以发生准手性声音-物质相互作用,可调范围从双向到准单向。当固态自旋频率位于声学带隙内时,我们证明了一种奇异的极化子束缚态的出现,它可以介导长距离可调、奇邻域和复杂的自旋-自旋相互作用。这项工作扩展了目前对量子声子的探索,可以在量子模拟和量子信息处理中得到广泛的应用。