离子阱量子计算机是最有前途的平台之一,可有效解决经典难题,例如组合优化问题、材料设计和药物输送等 [1,2,3]。目前,世界领先的离子阱量子计算机以大约 20 个量子比特运行,为单量子比特和双量子比特门操作提供 >99% 的高保真度 [4,5,6]。量子比特的数量不足以解决经典难题。离子阱中的集成光子学将迈出决定性的一步,以扩展到更多的量子比特 [1]。光子集成电路 (PIC) 能够以高指向稳定性和定制光斑尺寸将激光传输到每个离子量子比特,波长范围从紫外线 (UV) 到近红外 (NIR)。
近表面量子阱的另一个有趣应用是拓扑量子器件。一种使用近表面量子阱的令人兴奋的固态方法是基于马约拉纳粒子的量子比特,其中量子信息被编码在非局域费米子态中。与其他建议的平台相比,这种编码量子比特的方式具有很大的优势,因为其他平台通常存在相干时间短的问题。由于量子信息被编码在非局域状态中,它将受到保护而不会受到局部扰动,因此具有非常长的相干时间的潜力。[2] 然而,即使状态受到保护而不会受到局部扰动,也可以通过马约拉纳粒子的物理交换(编织)来操纵状态,这是由于它们的非阿贝尔统计特性。[3] 理论上已经证明,如果将由夹在两个超导体之间的一维半导体组成的约瑟夫森结放置在垂直于自旋轨道相互作用的磁场中,就会出现马约拉纳准粒子。 [4,5] 达到拓扑相的必要条件之一是超导间隙的关闭和重新打开。超导间隙由磁场关闭,磁场通过对齐电子自旋来破坏库珀对,然后重新打开需要强大的自旋轨道相互作用来阻止电子自旋的对齐。[6]
25 请参阅补充信息以了解 (I) 对退火后的 Pt/Co/Gd 堆栈进行的 SQUID M(T) 测量分析;(II III) 对在不同 Ta 下退火的样品进行多达 10 个后续激光脉冲的测量;(III) 对具有不同 Ta 的 Pt/Co/Gd 堆栈进行的脉冲能量相关的 AOS 测量;(IV) 按正常比例绘制的 DW 速度与 Hz 的关系;以及 (V) 在退火后的 Pt/Co/Gd 堆栈上进行的 HDMI 测量。
对超快自旋动力学的理解对于将来的超快和能量效率磁性记忆和存储应用至关重要。我们研究了COFEB/MGO/COFEB磁性隧道连接点(MTJ)的超快激光诱导的磁光反应,当时用短激光脉冲令人兴奋,这是磁性配置和泵送的函数。MTJ的超快速磁化在0.33–0.37 PS的时间尺度上迅速下降,这是由电子旋转散射和旋转转运相互驱动的。随后,通过电子– Phonon和Spin -Phonon相互作用分别以1.5-2.0和5.0–15.0 ps的时间尺度转移到电子和自旋储层的能量转移到晶格中。我们的结果表明,COFEB/MGO/COFEB的界面自旋方向可以调节自旋和声子之间的相互作用常数。这些发现提供了对MTJ接口在自旋动力学中的作用的洞察力,这将有助于Opto-Spintronic Tunnel Junction Junction堆栈设计和应用。
通过将粒子困在有限的区域内,我们可以获得有关其位置的信息。因此,无法完全精确地了解其动量,这阻止了粒子处于静止状态的任何可能性。因此,最低能量不能为零,这一事实与不确定性原理相符。
多光谱和/或极化成像是下一代红外摄像机不可避免的要求。1–9与单色/全球成像相比,狭窄和多光谱的成像可以提供更丰富的对象信息,从而确定对象的绝对温度,并降低相机对大气条件的敏感性。几个相邻光谱通道的组合有助于在复杂的环境中检测到埋藏的物体。5人工对象(例如金属和玻璃)通常具有与天然物体的极化特性不同的。因此,获取极化信息有可能识别某些对象,被认为是提高识别效率并减少错误警报的重要手段。2–4传统的多光谱和极化技术基于单个光谱焦平面阵列,光谱仪和/或极化器的掺入,这些光谱平面阵列,光谱仪和/或极化器通常需要高成本的机械扫描仪器和额外的空间。这些附加
(1) MP Bendsøe 和 N. Kikuchi,“使用均质化方法在结构设计中生成最佳拓扑”,Comp. Methods in Appl. Mech. Eng.,第 71 卷,第 197-224 页,1988 年。 (2) MP Bendsøe 和 O. Sigmund,拓扑优化,理论、方法和应用,Springer,2004 年。 (3) Hidenori Sasaki 和 Hajime Igarashi,“使用傅里叶级数对 IPM 电机进行拓扑优化”,Journal of Electrical Engineering (B),第 137 卷,第 3 期,第 245-253 页,2017 年 3 月。 (4) Y. Tsuji 和 K. Hirayama,“使用基于函数扩展的折射率分布的拓扑优化方法设计光路设备”,IEEE Photonics Technol. Lett., (5) T. Sato、H. Igarashi、S. Takahashi、S. Uchiyama、K. Matsuo 和 D. Matsuhashi,“使用拓扑优化实现内置永磁同步电机转子形状优化”,《电气工程杂志 (D)》,第 135 卷,第 3 期,第 291-298 页,2015 年 3 月。 (6) S. Kobayashi,“实数编码 GA 的前沿”,《人工智能杂志》,第 24 卷,第 1 期,第 147-162 页,2009 年 1 月。 (7) T. Sato、K. Watanabe 和 H. Igarashi,“基于正则化高斯网络的电机多材料拓扑优化”,《IEEE 会刊》, (8) S. Hiruma、M. Ohtani、S. Soma、Y. Kubota 和 H. Igarashi,“参数和拓扑优化的新型混合:应用于永磁电机,”IEEE Trans. Magn.,第 57 卷,第 7 期,8204604,2021 年 (9) Y. Otomo 和 H. Igarashi,“用于无线电源传输设备的磁芯 3-D 拓扑优化,”IEEE Trans. Magn.,第 55 卷,第 6 期,8103005,2019 年。 (10) K. Itoh、H. Nakajima、H. Matsuda、M. Tanaka 和 H. Igarashi,“使用带归一化高斯网络的拓扑优化开发用于缝隙天线的小型介电透镜,”IEICE Trans. Electron., E101-C 卷,第 10 期,第 784-790 页,2018 年 10 月。 (11) N. Hansen、SD Müller 和 P. Koumoutsakos,“通过协方差矩阵自适应降低去随机化进化策略的时间复杂度(CMA-ES),”进化计算,第 11 卷,第 1 期,第 1-18 页,2003 年。 (12) N. Aage、E. Andreassen、BS Lazarov 和 O. Sigmund,“用于结构设计的千兆体素计算形态发生”,自然,第 550 卷,23911,2017 年。
为了实现这一目标,必须检测并选择性地处理不同的里德堡态。这是使用脉冲场电离实现的。本论文中描述的镁里德堡原子是使用双光子激发产生的。换句话说,285 nm 激光将电子从 3 s 2 1 S 0(基态)激发到 3s 3p 1 P 1 态。接下来,375 nm 将同一个电子激发到 3s ns 1 S 0 或 3s nd 1 D 2 态,这取决于选择规则。里德堡原子在磁光阱 (MOT) 中制备,通过电场脉冲电离并使用微通道板 (MCP) 检测。这使得选择性检测里德堡态成为可能。使用量子缺陷理论,将实验发现的状态分配给它们特定的状态。此外,为了实现选择性电离检测,还进行了飞行时间测量,并测量了不同状态的寿命。
