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World File Search System极化率
超导量子处理器上分子线性响应特性的变分量子计算
摘要：模拟分子的响应特性对于解释实验光谱和加速材料设计至关重要。然而，对于传统计算机上的电子结构方法来说，这仍然是一个长期存在的计算挑战。虽然量子计算机有望在长期内更有效地解决这一问题，但现有的需要深度量子电路的量子算法对于近期的噪声量子处理器来说是不可行的。在此，我们引入了一种用于响应特性的实用变分量子响应 (VQR) 算法，从而无需深度量子电路。利用该算法，我们报告了在超导量子处理器上首次模拟分子的线性响应特性，包括动态极化率和吸收光谱。我们的结果表明，使用该算法结合合适的误差缓解技术，一大类重要的动态特性，如格林函数，在近期的量子硬件范围内。
里德伯物理学：量子计算的原子方法
里德堡原子是处于主量子数 n 的高度激发态的原子，人们对其的研究已有一个多世纪 [1,2]。在过去二十年里，里德堡原子物理学，特别是在超低温下 [3-8]，由于其“夸张”的特性，为一系列激动人心的发现做出了贡献。高度激发的价电子与原子核之间的巨大距离以及随之而来的松散结合，导致了巨大的电极化率以及与周围原子的强长程偶极-偶极和范德华 (vdW) 相互作用。由于原子间的 vdW 相互作用取决于它们的极化率（对于几乎与氢相似的里德堡原子，其尺度为 n7），因此可以证明 vdW 力的尺度为 n11。因此，使用 n 在 50–100 范围内的里德堡原子可以将相互作用能量提高 17 到 20 个数量级 [9]。
一种用于高效量子机器学习的改进去极化方法
摘要：嘈杂中型量子 (NISQ) 时代的量子计算已在机器学习、优化和密码学中展现出良好的应用前景。尽管取得了这些进展，但由于系统噪声、错误和退相干，挑战依然存在。这些系统噪声使量子系统的模拟变得复杂。去极化通道是模拟量子系统噪声的标准工具。然而，当我们的硬件资源有限时，为实际应用建模这种噪声在计算上是昂贵的，就像在 NISQ 时代的情况一样。这项工作提出了一种单量子位去极化通道的改进表示。我们的改进通道使用两个仅基于 X 和 Z Pauli 矩阵的 Kraus 运算符。我们的方法将每个通道执行的计算复杂度从六次矩阵乘法降低到四次。在 Iris 数据集上对量子机器学习 (QML) 模型进行的实验跨越各种电路深度和去极化率，验证了我们的方法在提高效率的同时保持了模型的准确性。这种简化的噪声模型使得去极化下的量子电路模拟更具可扩展性，从而提高了 NISQ 时代的能力。
单层 MoSe2 中的激子-激子相互作用...
低阈值光学非线性的潜力在光子学和概念光学神经元网络领域引起了广泛关注。二维 (2D) 半导体中的激子在这方面尤其有前景，因为减少的屏蔽和维度限制会促进它们明显的多体相互作用以实现非线性。然而，对这些相互作用的实验测定仍然不明确，因为光泵浦通常会产生激子和未结合载流子的混合物，其中带隙重正化和载流子屏蔽对激子能量的影响相互抵消。通过比较单层 MoSe 2 光致发光光谱对激子基态和激发态能量的影响，我们能够分别识别中性激子和电荷载流子对库仑结合的屏蔽。当中性激子密度从 0 增加到 4 × 10 11 𝑐𝑚 −2 时，激子基态 ( A-1s ) 和激发态 ( A-2s ) 之间的能量差红移 5.5 meV，而电子或空穴密度增加时则发生蓝移。这种能量差变化归因于中性激子的库仑结合相互屏蔽，从中我们提取出激子极化率为 𝛼 2𝐷
使用 DQ-1 卫星上的轨道高光谱分辨率激光雷达测量气溶胶光学特性：检索和验证
摘要。大气环境监测卫星 (AEMS)，也称为大旗一号或 DQ-1，于 2022 年 4 月发射；其主要有效载荷之一是高光谱分辨率激光雷达 (HSRL) 系统。这个新系统能够精确测量全球气溶胶的光学特性，在云气溶胶激光雷达和红外探路者卫星观测 (CALIPSO) 卫星退役后，可用于地球科学界。开发合适的检索算法并验证检索结果是必要的。本研究展示了一种使用 DQ-1 HSRL 系统的气溶胶光学特性检索算法。该方法检索了气溶胶的线性去极化率、后向散射系数、消光系数和光学深度。为了验证目的，我们将检索到的结果与通过 CALIPSO 获得的结果进行了比较。结果表明，两组数据的曲线高度一致，DQ-1 的信噪比 (SNR) 有所提高。美国国家航空航天局 (NASA) 微脉冲激光雷达网络 (MPLNET) 站的光学特性曲线被选中与 DQ-1 测量值进行验证，相对误差为 25%。2022 年 6 月至 2022 年 12 月期间，使用 DQ-1 卫星和 AErosol RObotic NETwork (AERONET) 进行的气溶胶光学深度测量进行了关联，得出的 R 2 值等于 0.803。我们使用 DQ-1 数据集初步研究了撒哈拉沙尘和南大西洋的输送过程
从第一性原理研究原子单层中的挠曲电性
我们利用从头算密度泛函理论 (DFT) 研究了 54 个选定原子单层中的挠曲电效应。具体来说，我们考虑了 III 族单硫属化物、过渡金属二硫属化物 (TMD)、IV 族、III-V 族、V 族单层、IV 族二硫属化物、IV 族单硫属化物、过渡金属三硫属化物 (TMT) 和 V 族硫属化物的代表性材料，执行对称性适应的 DFT 模拟，以计算在实际相关的弯曲曲率下沿主方向的横向挠曲电系数。我们发现这些材料表现出线性行为，沿两个主方向具有相似的系数，TMT 的值比石墨烯大五倍。此外，我们发现了挠曲电效应的电子起源，该效应随着单层厚度、弯曲方向的弹性模量和组成原子的极化率之和而增加。挠曲电性 1-8 是半导体/绝缘体共有的机电特性，代表应变梯度和极化之间的双向耦合。与压电性不同，它不限于非中心对称的材料，即不具有反演对称性的晶格结构，与电致伸缩相反，它允许通过反转电场来反转应变，并允许感测额外的
从第一原理研究原子单层中的挠曲电性
我们利用从头算密度泛函理论 (DFT) 研究了 54 个选定原子单层中的挠曲电效应。具体来说，我们考虑了 III 族单硫属化物、过渡金属二硫属化物 (TMD)、IV 族、III-V 族、V 族单层、IV 族二硫属化物、IV 族单硫属化物、过渡金属三硫属化物 (TMT) 和 V 族硫属化物的代表性材料，执行对称性适应的 DFT 模拟，以计算在实际相关的弯曲曲率下沿主方向的横向挠曲电系数。我们发现这些材料表现出线性行为，沿两个主方向具有相似的系数，TMT 的值比石墨烯大五倍。此外，我们发现了挠曲电效应的电子起源，该效应随着单层厚度、弯曲方向的弹性模量和组成原子的极化率之和而增加。挠曲电性 1-8 是半导体/绝缘体共有的机电特性，代表应变梯度和极化之间的双向耦合。与压电性不同，它不限于非中心对称的材料，即不具有反演对称性的晶格结构，与电致伸缩相反，它允许通过反转电场来反转应变，并允许感测额外的
材料物理化学
晶格和晶胞。布拉维晶格。晶面和方向。米勒指数。堆积能和结构。共价晶体和离子晶体。分子晶体。晶体结构中的缺陷。点缺陷和扩展缺陷。缺陷热力学。- 晶体结构：测定和分析干涉和衍射：一般概念。晶相衍射。劳厄定律和布拉格定律。傅里叶变换和互易晶格。单晶、多晶和纳米晶体。非晶相中的衍射。- 固态电子系统电场和磁场下的电荷载体和传输。自由电子和束缚电子。布洛赫定理和能带结构。电子的色散关系。态密度。费米-狄拉克分布。金属、半导体、绝缘体。纳米材料的应用。- 半导体和应用半导体中的电荷载体。电子、空穴及其运动。载流子浓度和质量作用定律。直接和间接带隙半导体。掺杂。一些半导体器件：pn结和二极管、晶体管。在光子学和电子学中的应用。- 晶格振动和热性质 晶格和分子振动：比较。振动色散关系。声学和光学分支。声子。振动态密度和德拜频率。固体中的振动光谱。固体中的比热。杜隆珀蒂定律。低温。- 介电和光学性质 极化率和介电函数。对电磁辐射的宏观响应。边界处的吸收、反射、弹性和非弹性扩散。洛伦兹模型。复折射率和介电函数。自由电子和等离子体。在能量学、催化和环境中的应用。激光在化学和材料科学中的应用。
社论：先进的非线性光学材料和器件
非线性光学 (NLO) 材料在光电/光子学、光通信、光学成像、光学/THz 频率转换和光信号处理等各个领域的发展中发挥着重要作用。近十年来，人们研究了几种新型二阶和三阶 NLO 材料，以发现适合各种应用要求的合适且可定制的特性 [1-5]。本期特刊旨在重点介绍先进 NLO 材料的最新发展。本期特刊以 Zhang 等人的一篇文章开篇。[6] 该文章描述了使用飞秒 (fs) 掺铒光纤激光器在光纤中产生超连续谱 (SCG)。作者声称他们的系统高效、紧凑且价格低廉。他们可以在他们的混合高度非线性光纤中实现 20 dB 带宽（覆盖 1,020 – 2,230 nm 的范围）内跨度约为一个倍频程的 SCG。 Ahmed 等人[7]研究了四种结构不受约束的绿色荧光蛋白 (GFP) 发色团的飞秒 (800 nm, 70 fs) 三阶 NLO 特性。他们通过实验和理论计算观察到分子中具有强的二阶超极化率 (γ ~ 10 − 33 esu)。他们还报告了这些发色团的良好光限幅行为。它们还发现了在成像和非线性频率转换方面即将得到应用。Wu 等人[8]研究了在溶液中生长的一系列 98% 氘代 DKDP 晶体的非线性吸收。使用 Z 扫描技术以皮秒 Nd:YAG 激光脉冲产生的四次谐波波长 (266 nm) 获得了这些 98% 氘代 DKDP 晶体的非线性吸收系数 (β ~10 − 1 cm/GW)。 Hwang 等人 [9] 研究了可能的偏振变化，并利用全息图结果中的值分析了最佳偏振匹配状态。此外，他们还利用这些结果作为研究，以提高全息图的效率
![arXiv:2310.18242v2 [quant-ph] 2024 年 9 月 16 日](/simg/g:\will\search\icon\source\f\fcfb63da16174960f1681e0a98ec88c8e066ca21.webp)
arXiv:2310.18242v2 [quant-ph] 2024 年 9 月 16 日
引言：里德堡原子中的电子可以被激发到非常大的主量子数[1-3]。由此产生的大偶极矩和极化率会导致特殊效应，如偶极阻塞：在特定体积内，由于前述偶极相互作用，一个以上的原子激发到里德堡态受到抑制[4]。相反，当激发激光与共振频率负向失谐时，会发生反阻塞或促进效应：单个初始激发会在相邻原子中引起更多的激发[5]。将阻塞和促进效应结合起来可以为里德堡原子网络中激发的相干操控提供灵活的方案[6，7]。里德堡原子网络的固有物理特性和相干原子操控方面的卓越技术[8-10]为量子模拟器和更广泛的量子技术提供了丰富多彩的工具箱[1-3，11-17]。里德堡网络还为量子信息处理器提供了有希望的基础[18-20]。我们的方法受到了原子电子学的启发，它封装了超冷原子的属性，通过不同形状和强度的激光场创建电路[21-25]。特别是，诸如原子电子晶体管和冷原子开关之类的原子器件已经被提出[26-28]并实现[29]。执行经典模拟或数字计算的另一个重要构建块是二极管。与电子器件一样，原子电子二极管也是通过将掺杂的导电冷原子系统组合在一起而提出的 [ 21 , 30 , 31 ]。在这里，我们展示了如何利用上述对里德堡激发的控制来构想特定的原子电子器件，其中动力学涉及里德堡激发而不是物质。激发的转移和控制是通过促进机制进行的，其中原子的激发态通过范德华相互作用结合适当选择的频率失谐在相邻原子中诱导激发。通过将这个想法应用于不同的网络，