半导体器件物理学:平衡载流子浓度;热平衡和波粒二象性;本征半导体:键和能带模型;非本征半导体:键和能带模型,从允许的能量状态计算载流子浓度,状态密度和费米狄拉克统计,载流子传输;随机运动;漂移和扩散;迁移率、速度饱和、过剩载流子;注入水平;寿命;直接和间接半导体分析半导体器件的程序;基本方程和近似值
1. 微观物质的波粒二象性。经典力学无法描述原子和分子的结构。光和能量的量子。波粒二象性。德布罗意波及其实验观测。2. 薛定谔方程。微分方程。微观粒子的薛定谔方程。复数和复函数。概率和概率密度。波函数及其物理解释。算符、特征函数和特征值。汉密尔顿量。3. 自由和受限电子的平移运动。自由粒子。一维、二维和三维势箱中的粒子。盒中粒子模型的化学应用。化学键的矩形盒模型。穿过势垒的量子隧穿。4. 量子化学的数学形式。物理可观测量的算符。量子力学的假设。波函数的叠加。个体测量和期望值。交换和非交换算子。海森堡不确定性原理。跃迁偶极矩。光谱跃迁的强度。选择规则。5. 振动运动的量子力学描述。谐振子。谐振子的薛定谔方程。谐振子和双原子分子振动之间的联系。振动跃迁的选择规则。6. 旋转运动的量子力学描述。环中粒子的薛定谔方程。二维和三维旋转。角动量及其量化。球谐函数。双原子分子的刚性转子和旋转光谱。7. 氢原子的结构和光谱。单电子原子和离子的薛定谔方程。氢原子的能级、电子波函数和概率密度。原子轨道和量子数。自旋。8. 多电子原子。多电子波函数的轨道近似。自洽场。泡利不相容原理。构造原理和元素周期表。
量子现象表现出“波粒二象性”——也就是说,量子系统在未被观察到的情况下会以波的形式演化(即,波穿过两个狭缝并随后与自身发生干涉)——但是当按照客观(经典)现实进行测量时,波函数就会崩溃,它确实具有客观现实(即,作为一个光子,或者如果你喜欢的话,它是一个穿过两个狭缝之一的小“球”)。因此,我们对量子系统的数学描述应该足以允许这两种可能性——它既应该能够确定(概率)测量结果,又应该完全捕捉随后的波传播(如果没有进行测量)。特别是,根据假设 1,系统完全由其状态向量描述,因此双缝处的量子态必须完全捕捉有关波粒二象性的一切。对于两级量子系统(量子比特),我们可以定性地认识到,计算基向量的复叠加具有所需的成分。计算基向量(| 0 ⟩ 和 | 1 ⟩)表示测量时可能出现的二元状态(即光子通过了哪条狭缝)——其复系数不仅能够计算出每种状态的概率,而且也足以确定后续的波传播(即屏幕右侧)(如果没有进行测量)(这就是它们必须是复数的原因)。这也提供了一种思考计算基的好方法,即在某种意义上用客观现实来表示“经典”事件,而对其的测量只是通过波函数坍缩来获得和确定这种经典现实。也就是说,量子测量只是用电压表、电流表、信号分析仪或其他仪器进行的常规测量。我们引入一般测量假设是为了完整性,但在第二部分 CST 量子计算课程中,我们几乎总是使用具有这种有形物理解释的计算基础测量。
量子计算起源于托马斯·杨于 1802 年进行的所谓双缝实验。在该实验中,一个小实体(例如光子或电子)被导向两个平行狭缝,并观察到由此产生的干涉图案。观察表明,该实体表现得像波,这表明它同时穿过两个狭缝。从计算的角度来看,这种波粒二象性意味着单个信息比特可以编码为量子比特,量子比特是两种不同状态的叠加。量子计算的这一独特特性在计算时间和结果方面比传统计算具有显着优势,例如对于模式识别或使用有限的训练集(Rebentrost 等人 2014 年、Blance 和 Spannowsky 2021 年)。
4) Scheffer IE、Berkovic S、Capovilla G 等。ILAE 癫痫分类:ILAE 分类和术语委员会立场文件。癫痫 2017;58:512-21。5) Gibbs FA、Gibbs EL。脑电图图集。第 1 卷:方法和对照。马萨诸塞州雷丁:Addison-Wesley,1951 年。6) Yoshida Harumi。应用等电位脑电图对小儿脑电图发育的研究。 脑电图和肌电图 1984 ; 12 : 248-60。7) Yoshinaga H, Koutroumanidis M, Kobayashi K, et al. Panayiotopoulos 综合征的脑电图偶极子特征。癫痫 2006 ; 47 : 781-7。8) Seeck M, Koessler L, Bast T, et al. IFCN 的标准化脑电图电极阵列。临床神经生理学 2017 ; 128 : 2070-7。9) Otsubo H, Sharma R, Elliott I, Holowka S, Rutka JT, Snead OC 3rd. 通过侵入性监测硬膜下电极确认患有右额中央癫痫的青少年的两个脑磁图癫痫灶。癫痫1999;40:608-13。10) Shiraishi H、Ahlfors SP、Stufflebeam SM 等。比较三种用脑磁图定位发作间期癫痫样放电的方法。J Clin Neurophysiol 2011;28:431-40。11) Kobayashi K、Akiyama T、Oka M、Endoh F、Yoshinaga H。West 综合征患者在高峰失常期间出现快速(40-150 Hz)振荡风暴。Ann Neurol 2015;77:58-67。12) Kobayashi K、Watanabe Y、Inoue T、Oka M、Yoshinaga H、Ohtsuka Y。儿童睡眠诱发的电癫痫持续状态中头皮记录的高频振荡。癫痫2010;51:2190-4。13) Cao J,Zhao Y,Shan X,等。基于脑电图记录的大脑功能和有效连接:综述。Hum Brain Mapp 2022;43:860-79。14) Willett FR,Avansino DT,Hochberg LR,Henderson JM,Shenoy KV。通过手写实现高性能的脑到文本通信。Nature 2021;593:249-54。15) Jing J,Sun H,Kim JA,等。脑电图解释过程中癫痫样放电专家级自动检测的开发。JAMA Neurol 2020;77:103-8。16) Kobayashi K,Shibata T,Tsuchiya H, Akiyama K. 基于人工智能的儿科头皮脑电图癫痫放电检测:一项初步研究。Acta Med Okayama 2022;76:617-24。17)Scheffer LK、Xu CS、Januszewski M 等。成年果蝇中枢脑的连接组和分析。Elife 2020;9:e57443。18)Cutsuridis V、Cobb S、Graham BP。海马 CA1 微电路模型中的编码和检索。海马 2010;20:423-46。19)Kobayashi K、Akiyama T、Ohmori I、Yoshinaga H、Gotman J。动作电位导致用远离神经元的电极记录的癫痫高频振荡。临床神经生理学2015;126:873-81。
概述 量子信息科学 (QIS) 是一个快速发展的领域,旨在彻底改变计算和通信技术。本课程介绍量子力学的基本原理及其在量子信息科学中的应用。量子力学的实验和数学概念以量子比特或量子位的形式介绍,学生将学习如何使用量子位进行计算和通信。主题包括:波粒二象性、干涉测量和量子传感、自旋系统、原子跃迁和 Rabi 振荡、bra/ket 符号、量子通信和纠缠、量子计算和算法以及连续系统。主要目标是为量子信息科学和纳米电子学的高级课程提供概念和定量基础。
蛋白XPA在核苷酸切除修复途径中起关键作用。最近的实验工作表明,XPA的功能动力学涉及沿DNA的一维扩散以搜索损伤位点。在这里,我们使用各种盐浓度的广泛的粗粒分子模拟来研究所涉及的动力学过程。结果表明扩散机制的盐浓度依赖性很强。在低盐浓度下,与旋转耦合的一维扩散是主要机制。在高盐浓度下,三维机制的扩散变得更有可能。在较广泛的盐浓度下,涉及DNA结合的残基是相似的,并且沿DNA显示的XPA的一维扩散是降低功能。此亚延伸功能暂定归因于XPA – DNA相互作用的各种强度。另外,我们表明,与DNA的结合和盐浓度升高倾向于拉伸XPA的构象,从而增加了位点的暴露范围,以结合其他修复蛋白。
第一单元:现代物理学。 1.1.迈克尔逊-莫雷实验、狭义相对论、时间膨胀、长度收缩、洛伦兹变换、速度总和、相对论质量、质量和能量。 1.2.光电效应、光的量子理论、X射线、康普顿效应、电子对产生。 1.3.德布罗意波、粒子衍射、不确定性原理、波粒二象性。 1.4.原子模型、阿尔法粒子散射、卢瑟福散射公式、电子轨道、原子光谱、玻尔原子、对应原理。 1.5.波动方程,薛定谔方程,应用:盒子中的粒子,谐振子。 1.6.氢原子的薛定谔方程、量子数、选择规则。 1.7.中子,稳定原子核,结合能,液滴模型,层模型。 1.8.放射性、放射性系列、衰变、阿尔法、贝塔和伽马。第 2 单元:量子。 2.2 狄拉克代数和符号。 2.2 量子力学。 2.3 量子计算。 2.4 量子通信。
简介:量子力学的奇异方面和持续发展,以及我们如何需要它来设计现代技术。黑体辐射、光电效应、原子光谱、弗兰克-赫兹实验、康普顿效应、波粒二象性、波函数、期望值、不确定性原理。[L12+T3] 薛定谔波动方程:了解薛定谔波动方程。一维束缚态问题的稳态薛定谔方程解。势垒和隧穿以及诸如 Esaki 二极管、扫描隧道显微镜等应用;3D 盒子中的粒子和相关示例(量子点、量子线等);量子力学测量和波函数坍缩 [L12+T3] 角动量和自旋方面:角动量算子。斯特恩-格拉赫实验 - 自旋。氢原子问题的解。 [L10+T4] 量子信息简介:量子密码学、纠缠、量子计算、EPR悖论、贝尔不等式 [L8+T2]
• 波粒二象性和不确定性原理 • 波函数、薛定谔方程、 • 时间无关的一维问题 • 算子形式主义 • 量化谐振子、LC 振荡器 • 光的量化、光子统计、相干态、福克态、压缩态 • 使用紧束缚模型的固体能带 • 时间无关微扰理论、非谐振子 • 原子与光相互作用的 Jaynes-Cummings 哈密顿量 • 量子比特、布洛赫球、单量子比特门、光子量子比特的路径编码 • 纠缠、贝尔不等式、双量子比特门 • 超密集编码、量子隐形传态、纠缠交换 • Hong-Ou-Mandel 干涉、相位超分辨率 • 混合态和密度算子 • 量子算法简介 学生学习成果