多粒子量子系统在绝对零度温度下不同相之间的转变称为量子相变,需要对粒子相关性进行精确处理。在这项工作中,我们提出了一种利用约化密度矩阵的几何结构来处理量子相变的通用量子计算方法。虽然典型的量子相变方法会检查序参数中的不连续性,但相变的起源——它们的序参数和对称性破坏——可以用两粒子约化密度矩阵 (2-RDM) 集的几何形式来理解。2-RDM 的凸集提供了量子系统的综合图,包括其不同相以及连接这些相的转变。由于 2-RDM 可以在量子计算机上以非指数成本计算,即使量子系统具有强相关性,它们也非常适合用于量子相变的量子计算方法。我们在 IBM 超导量子比特量子处理器上计算了 Lipkin-Meshkov-Glick 自旋模型的 2-RDM 凸集。尽管由于设备噪声,计算仅限于少数粒子模型,但与经典可解的 1000 粒子模型的比较表明,有限粒子量子解捕捉到了相变的关键特征,包括强相关性和对称性破坏。
kagome晶格是调查电子相关性,拓扑和沮丧磁性相互作用的凝结物理学的重要基本结构。在AV 3 SB 5(A = K,RB,CS)家族中对Kagome金属的最新工作显示出了许多相关驱动的扭曲,包括在低温下对称性断裂电荷密度波和列明超导性。在这里,我们研究了新的Kagome Metal YB 0.5 CO 3 GE 3,并在电阻率中找到了与AV 3 SB 5行为高度相似的温度依赖性扭结,并且与Co Kagome Lattice的平面结构失真相称,以及C-轴的两倍。在过渡温度以下,空间群从P 6 / mmm到P 6 3 / m较低,打破了平面镜面和C 6旋转,同时沿着C方向获得螺钉轴。在非常低的温度下,观察到各向异性负磁磁性,这可能与各向异性磁性有关。这引发了有关Kagome网中扭曲的类型及其所致的物理特性(包括超导性和磁性)的问题。
1 福州大学物理与信息工程学院,福建省量子信息与量子光学重点实验室,福建福州 350108 2 日本理化学研究所理论量子物理实验室,日本埼玉县和光市 351-0198 3 日本理化学研究所量子计算中心 (RQC) 量子信息物理理论研究团队,日本埼玉县和光市 351-0198 4 中国科学院物理研究所、北京凝聚态物理国家实验室,北京 100190 5 中国科学院大学中国科学院拓扑量子计算卓越中心,北京 100190 6 华南理工大学物理与光电子学院,广州 510640 7 华南理工大学物理与光电子学院,现代光学仪器国家重点实验室、浙江省量子技术与器件重点实验室量子信息交叉学科中心浙江大学物理学系,杭州 310027 8 波兰波兹南亚当密茨凯维奇大学物理学院自旋电子学和量子信息研究所,61-614 9 密歇根大学物理系,密歇根州安娜堡 48109-1040,美国
本文是在候选人论文委员会主席Sandra K.S.博士的指导下准备的。Boetcher,代托纳海滩校园教授和论文委员会成员Rafael M. Rodriguez博士,Daytona Beach Campus教授,Daytona Beach Campus教授Mark A. Ricklick博士Eduardo A. Divo博士,Daytona Beach Campus教授,Daytona Beach Campus教授和Patrick N. Currier beach commist,由Diss carters批准了Daytona Camps。它是在部分履行机械工程学博士学位的要求中提交给机械工程部的
和循环寿命。但是,LIB遭受了李金属的易燃性,毒性,成本和稀缺性的问题。[4,5]基于水溶液和地球丰富元素的充电电池被认为是当前LIB的更可持续的替代品。水性金属离子电池本质上是安全的,环保的,便宜的,并且能够在大型电流下运行。[6–8]水锌离子电池(ZIB)是一种类型,具有高理论能力(820 mAh g-1)和金属锌的低电化学潜力(-0.76 v Vs标准氢气触发),[9-13],但[9-13],但对于ZIB的高度稳定的摩托模具仍是ZIB的高度稳定性。普鲁士蓝色类似物(PBA)具有X M [Fe(Cn)6] Y·N H 2 O(0 PBA的容量可以达到120 mAh g-1 [14-17],并且由于存在两对氧化还原夫妻,并且稳定性非常出色,并且稳健的3D开放式框架结构允许插入各种碱离子离子而无需分解。 [18–20]但是,PBA仅为Zn 2 +阳离子(通常小于80 mAh g-1)提供相对较低的特性容量,而Zn 2 +的插入可以导致不受控制的相变和导致性能降级。 [9,21,22] Liu等。 首先提出了使用菱形Zn 3 [Fe(CN)6] 2(ZnHCF)阴极的ZiB,该阴极的容量低于65.4 mAh g -1,在100个周期后的能力保留76%。 [24] Mantia等。 [30]PBA的容量可以达到120 mAh g-1 [14-17],并且由于存在两对氧化还原夫妻,并且稳定性非常出色,并且稳健的3D开放式框架结构允许插入各种碱离子离子而无需分解。[18–20]但是,PBA仅为Zn 2 +阳离子(通常小于80 mAh g-1)提供相对较低的特性容量,而Zn 2 +的插入可以导致不受控制的相变和导致性能降级。[9,21,22] Liu等。首先提出了使用菱形Zn 3 [Fe(CN)6] 2(ZnHCF)阴极的ZiB,该阴极的容量低于65.4 mAh g -1,在100个周期后的能力保留76%。[24] Mantia等。[30][23]合成了一个立方结构PBA(CUHCF)用于Zn 2 +存储,该阴极完成了100个循环,其容量为56 mAh g-1。表明,CuHCF中的容量衰减可以归因于相位转变为第二相,而该相位在电脑上的活性较小。[25,26]为了减少Zn 2 +插入产生的相变影响,研究人员采用了低甚至零Zn 2 +浓度的电解质,以使NIHCF // Zn,[27] Cuhcf // Zn,[28],[28],[28]和NAFE-PB // Zn [29] [29] [29] hybrid-ion-ion-ion-ion-ion-ion-ion-ion-ion。尽管如此,尽管这些阴极中的Zn 2 +的存储能力仍然很低,尽管通过增加扫描电压来改善周期寿命。
量子相变中的多体物理学表明,在低温极限下,量子涨落和热涨落之间存在微妙的相互作用。在这篇综述中,我们首先从教学角度介绍这种背景下系统的平衡行为,其缩放框架主要是通过利用量子到经典映射和连续相变临界现象的重正化群理论来开发的。然后,我们专门讨论涉及非平衡量子动力学的协议,例如瞬时淬灭和量子跃迁的缓慢通道。这些主要是在动态缩放框架内讨论的,该框架是通过适当扩展平衡缩放定律获得的。我们还回顾了一阶量子跃迁的现象,其特殊的缩放行为的特点是对边界条件极其敏感,从而导致同一块体系统的指数或幂律。在最后一部分中,我们通过对量子跃迁的动态缩放进行适当的概括,介绍了与环境耗散相互作用的影响相关的方面。介绍仅限于与封闭多体系统产生的量子跃迁有关并受其控制的问题,将耗散视为临界状态的扰动,就像零温度量子跃迁的温度一样。我们重点关注导致临界模式与各种耗散机制之间非平凡相互作用的物理条件,通常在所涉及的机制仅激发量子跃迁的低能模式时实现。
持续监测量子多体系统的环境会降低系统约化密度矩阵的熵(净化),具体取决于测量的结果。我们表明,对于混合初始状态,系统内测量和纠缠相互作用之间的平衡竞争可导致动态净化相变,即 (i) 以与系统尺寸无关的恒定速率局部净化的相变和 (ii) 净化时间随系统尺寸呈指数增长的“混合”相变。混合相中的残余熵密度意味着存在一个量子误差保护子空间,其中量子信息被可靠地编码以抵御系统未来的非幺正演化。我们表明这些代码可能与容错量子计算相关,因为它们通常高度退化并满足编码信息密度和错误阈值之间的最佳权衡。在 1+1 维空间局部模型中,混合初始状态的这种相变与最近发现的纯初始状态的一类纠缠相变同时发生。这里研究的净化转变也推广到具有长程相互作用的系统,其中必须重新表述传统的纠缠转变概念。我们用数字方式探索了 1+1 维和全对全模型中受监控的随机量子电路的这种转变。与纯初始状态不同,由于形成了受错误保护的子空间,1+1 维中最初完全混合状态的互信息随时间呈亚线性增长。净化动力学可能是实验中对转变的更稳健的探测,其中缺陷通常会减少纠缠并推动系统走向混合状态。我们描述了在高级量子计算平台和容错量子计算的背景下研究这种新型非平衡量子动力学的动机。
数十年来,光学近场显微镜促进了对纳米级光子激发的开创性研究。近年来,Terahertz场的近场显微镜已成为涉及语音和电子现象,丰富时空动力学和高度非线性过程的实验的重要工具。建立在这个基础上,这种观点阐明了Terahertz近场显微镜提供的变革机会,以探测超快相变的探测,有助于应对以前无法访问的凝聚态物理学的挑战。激光驱动的相位转变在许多系统中都伴随着具有时空特征的Terahertz脉冲,该脉冲受相变的复杂物理学控制的。使用Terahertz近场微副本技术对这些发射的脉冲的表征可以支持对超快相变动力学的研究。这种方法可以例如,允许量子材料中超快拓扑转换的观察者,展示其阐明相位变化的动态过程的能力。
这项研究的目的是阐明典型的暗能量如何通过考虑在Finsler-Hayward几何形状的框架内考虑不同种类的吸积作用,从而影响黑洞的阴影。我们探讨了Finsler参数(𝜂)和典当参数(𝜔)对黑洞基本特性的影响,例如其视野,光子球和冲击参数。通过检查黑洞阴影(包括光子环和阴影强度)的观察到的特征,我们分析了典型性如何在物质积聚的不同情况下影响这些特征。从事件地平线望远镜中利用观察数据,仅关注诸如SGR A*和M87*的天体,我们缩小了芬斯勒参数(𝜂)的范围(在我们浸入Quintessence Infessence Infused的Finsler Finsler Hayward Hayward黑洞模型中)。通过将我们的发现与诸如Finsler Schwarzschild的模型进行比较,有或没有少量的Finsler Hayward黑洞,我们观察到,Black Hole的阴影上的挑选性影响超过了效果归因于规律性。这项研究有助于我们对芬斯勒参数和深色能量的精髓的洞察力,在不同的吸积环境中塑造了黑洞的阴影,从而阐明了它们的复杂性质和行为,尤其是在Finsler Hayward几何形状的背景下。