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相互作用的微波光子的稳健束缚态的形成
关联粒子系统出现在现代科学的许多领域，代表了自然界中最难解决的计算问题之一。当相互作用变得与其他能量尺度相当时，这些系统中的计算挑战就会出现，这使得每个粒子的状态都依赖于所有其他粒子 1 。三体问题缺乏通解，强关联电子缺乏可接受的理论，这表明当粒子数或相互作用强度增加时，我们对关联系统的理解就会逐渐减弱。相互作用系统的标志之一是多粒子束缚态的形成 2–9 。在这里，我们开发了一个高保真可参数化的 fSim 门，并在一个由 24 个超导量子比特组成的环中实现自旋-½ XXZ 模型的周期量子电路。我们研究这些激发的传播，并观察它们对多达 5 个光子的束缚性质。我们设计了一种相敏方法来构建束缚态的少体谱，并通过引入合成通量来提取它们的伪电荷。通过在环和附加量子位之间引入相互作用，我们观察到束缚态对可积性破坏的意外恢复力。这一发现与不可积系统中的束缚态在其能量与连续谱重叠时不稳定的想法相悖。我们的工作为相互作用光子的束缚态提供了实验证据，并发现了它们在可积性极限之外的稳定性。
非正交变分量子特征求解器
摘要 强关联化学和材料系统的变分算法是近期量子计算机最有前途的应用之一。我们提出了变分量子特征值求解器的扩展，它通过求解由一组参数化量子态组成的子空间中的广义特征值问题来近似系统的基态。这允许系统地改进逻辑波函数假设，而不会显着增加电路复杂性。为了最大限度地降低这种方法的电路复杂性，我们提出了一种有效测量汉密尔顿量并在由与总粒子数运算符交换的电路参数化的状态之间重叠矩阵元素的策略。该策略使状态准备电路的大小加倍，但没有使其深度加倍，同时相对于标准变分量子特征值求解器增加了少量额外的两量子比特门。我们还提出了一种经典的蒙特卡罗方案来估计由有限数量的矩阵元素测量引起的基态能量的不确定性。我们解释了如何扩展此蒙特卡罗程序以自适应地安排所需的测量，从而减少给定精度所需的电路执行次数。我们将这些想法应用于两个模型强关联系统，即 H 4 的方形配置和己三烯 (C 6 H 8 ) 的 π 系统。
通过前馈消除光学相位噪声增强量子态转移
在现代物理学的许多领域，利用光场对量子态进行鲁棒控制至关重要。根据平台不同，这可以通过单光子或双光子驱动场来实现单量子比特和纠缠操作[1-3]。控制保真度可以通过使用脉冲整形方案来增强[4]。一种广泛使用的技术是受激拉曼绝热通道（STIRAP）[5,6]，它通过耦合到中间态实现两个离散态之间的粒子数转移。STIRAP 的显著优点是它不受中间态自发辐射损失的影响，并且在激光强度等实验条件下对噪声相对不敏感[6]。这使得 STIRAP 在超导电路[7]、囚禁离子[8]、氮空位中心[9]、光机械谐振器[10]、光波导[11]和超冷分子合成[12]中找到了重要的应用。尽管 STIRAP 对激光振幅噪声不太敏感，但它本身对快速激光相位噪声很敏感，因为它依赖于暗态的绝热演化 [6,13] 。为了最大限度地降低相位噪声，需要使用线宽较窄的激光器。这通常是通过主动将光的频率稳定到稳定的参考点（如光学腔）来实现的。这个过程降低了反馈环路带宽内频率的相位噪声，但也会在更高频率下引入额外的噪声。这种高频相位噪声俗称伺服
自旋系综中的数相不确定关系和二分纠缠检测
我们提出了一种基于分裂自旋系综中类数相不确定关系来检测二分纠缠的方法。首先，我们推导出一个不确定关系，该关系在自旋系统中起到数相不确定性的作用。重要的是，该关系具有明确定义且易于测量的量，并且不需要假设无限维系统。基于这种不确定关系，我们展示了如何检测许多自旋 1/2 粒子的非极化 Dicke 态中的二分纠缠。将粒子分成两个子系综，然后在这两个部分上进行局部集体角动量测量。首先，我们提出一个二分爱因斯坦-波多尔斯基-罗森 (EPR) 转向标准。然后，我们提出一种可以在这种系统中检测二分纠缠的纠缠条件。通过将这些标准应用于 K. Lange 等人给出的最新实验，我们证明了这些标准的实用性。 [Science 360, 416 (2018)] 在冷原子的玻色-爱因斯坦凝聚态中实现狄克态，其中两个子集合在空间上彼此分离。如果考虑分裂自旋压缩态，我们的方法也同样有效。我们全面展示了如何处理实验缺陷，例如包括分区噪声在内的非零粒子数方差，以及尽管理想情况下 BEC 占据单一空间模式，但实际上其他空间模式的数量无法完全抑制这一事实。
脑超极化 129Xe 成像
目前有多种脑成像方式可用于临床诊断，包括超声、CT、单光子发射CT、PET 和 MRI。MRI 是一种非侵入性技术，不使用电离辐射，可生成高空间分辨率和对比度噪声比的图像。尽管自 1973 年发明 MRI 以来已有众多发展和发现，1 但 MRI 的主要局限性仍然存在：灵敏度低。2,3 MRI 信号源于样品的净磁化，这是由于自旋数通常为一半的原子核的塞曼能级之间的粒子数差异很小。传统 MRI 使用来自水质子 (1 H) 的 NMR 信号；人们正在开发多种造影剂来增强1 H MRI 信号并提供定位感兴趣区域的能力。 3–5 许多此类药物，如钆螯合造影剂，主要作用是降低 1 H 核的自旋晶格 (T 1 ) 和有效自旋自旋 (T 2 * ) 弛豫，从而增加 T 1 加权和 T 2 * 加权图像中的 MR 对比度。尽管 1 H 造影剂被广泛使用，但由于周围组织的背景信号的存在，这种方法受到限制，从而限制了对比度与噪声比的增加。此外，还有各种技术，如 BOLD 功能性 MRI、动脉自旋标记 (ASL) 和 MRA，这些技术需要多次图像采集和复杂的图像后处理程序才能准确解释数据。6,7
多体定位和二维区域法律
假设，即通用封闭系统的大多数初始状态都将演变为受少数宏观量的期望值（例如能量或粒子数）（1，2）的预期值控制的热状态。多体定位（MBL）为这种范式提供了一个标志性的影响，并将安德森本地化的众所周知现象（3）概括为相互作用的领域。即使在存在相互作用的情况下，保留了初始状态的太多信息，这会阻碍平衡和热整体的描述（4-7）。自（4，5）的开拓性工作以来，多体定位引起了极大的关注，因为该阶段的越来越多的惊人特性被发现。其中包括淬灭系统中纠缠的对数增长（8-10），在量子信息科学（11，12）中庆祝潜在应用的信息传播位置，不寻常的运输特性（13 - 15）以及兴奋状态中纠缠的区域法律（16）范围（16）。这些发现在一个空间维度中通过广泛的NUMER研究在一个空间维度中得到了证实，该研究主要采用了精确的对角色或张量网络方法，以及出现所谓的ℓ-bit图片（9）的出现，从而允许构建准局部数量的数量，从而构建了Quasi-lot thement national national national national national national national nate Intiral State in MINIDETICTIONS在MBL阶段中的记忆（7）。
相对论重离子状态方程的分类...
重离子碰撞物理学的主要目标之一是探索奇异物质态的性质，即热、致密且难相互作用的重子物质。它可以在实验室中通过相对论能量下的重核碰撞来重现。格点量子色动力学 (QCD) 计算表明，在高能和低重子密度下，夸克胶子等离子体 (QGP) 到强子气体的转变是平稳的 [1]。人们普遍认为，最终以三临界点结束的一级相变发生在 √ s = 3 至 10 GeV 之间的能量范围内，例如，参见 [2] 及其参考文献。各种过去和正在进行的实验，如相对论重离子对撞机 (RHIC) 上的束流能量扫描 (BES) 和 BES II [ 3 , 4 ]、欧洲核子研究中心的超级质子同步加速器 (SPS) 上的实验，都在探索与金和铅离子束的碰撞，以发现上述能量范围内的任何特殊性。然而，到目前为止，还没有观察到一级相变和三临界点。未来的实验，如基于核子加速器的离子对撞机设施 (NICA) 和反质子和离子研究设施 (FAIR) 旨在以更高的亮度在给定能量下进行碰撞，这让我们有希望在那里看到一些新的东西。观察相变的困难源于许多因素。其中一些是QGP相存在时间极短（大约10 − 24 fm/ c），系统中粒子数少，物质在坐标和动量空间中都具有高度各向异性等。探测器记录的所有有价值的信息大约是数千个具有相应能量和动量的粒子。因此，很难对它们来自的介质做出任何合理的假设。
物理
第一学期 论文 IV – 电子设备 第一单元 晶体管：JFET、BJT、MOSFET 和 MESFET、不同条件下 IV 特性方程的结构推导、微波器件、隧道二极管、传输电子器件（Gunn 二极管）、雪崩渡越时间器件、Impatt 二极管和参数器件。 第二单元 光子器件：辐射和非辐射跃迁、光吸收、体和。 薄膜光电导器件 (LDR)、二极管光电探测器、太阳能电池（开路电压和短路电流、填充因子）、LED（高频极限、表面和间接复合电流的影响、LED 的运行）、半导体；二极管激光器（激活区域中粒子数反转的条件、光限制因数、光增益和激光的阈值电流。单元 - III 存储设备：只读存储器 (ROM) 和随机存取存储器 (RAM)。ROM 的类型：PROM、EPROM、EEPROM 和 EAPROM、静态和动态 RAM (SRAM 和 DRAM)、SRAM 和 DRAM 的特性。混合存储器：CMOS 和 NMOS 存储器、非易失性 RAM、铁电存储器、电荷耦合器件 (CCD)、存储设备：磁性（FDD 和 HDD）和光学（CD-ROM、CD-R、CD-R/W、DVD）存储设备的几何形状和组织。单元 - IV 电光、磁光和声光效应，与获得这些效应相关的材料特性，这些设备的重要铁电、液晶和聚合物材料，压电、电致伸缩和磁致伸缩效应。这些特性的重要材料及其在传感器和执行器设备、声学延迟线中的应用，压电谐振器和滤波器、高频压电器件-表面、声波器件、单元 - V 太阳能光伏能量转换物理和材料特性基础、光伏能量转换基础：固体的光学特性。直接和间接过渡半导体，吸收系数和载流子带隙复合之间的相互关系。太阳能电池的类型、pn 结太阳能电池、传输方程、电流密度、开路电压和短路电流、单晶硅和非晶硅太阳能电池的简要说明、先进太阳能电池的基本概念，例如串联太阳能电池。固体液体结太阳能电池、半导体的性质、电解质结、光电化学太阳能电池的原理。教科书和参考书：1. SM Sze Willey (1985) 半导体器件 - 物理技术 2. MS tyagi 半导体器件简介 3. M Sayer 和 A Manisingh 物理学和工程学中的测量仪器和实验设计 4. Ajoy Ghatak 和 Thyagrajam 光电子学 5. Millman Halkias：电子设备
通过深度热电冷却提高 Ho:YLF 能量增强器的增益和效率
强场物理中许多有趣的实验都需要产生长波长激光脉冲[1-4]。最近，在 1 kHz 或更高重复率下工作的少周期、载波包络锁相、mJ 级短波红外 (SWIR，1.4-3 µ m) 激光器方面取得了进展，推动了水窗口 (282 至 533 eV) 中阿秒 X 射线源的开发[5]。利用中波红外 (MWIR，3-8 µ m) 驱动激光器已经证明了光谱截止超过 1 keV 的高次谐波产生[6]。3.5-5 µ m 大气透射窗口内的高峰值功率 (100 千兆瓦级) 脉冲能够通过克尔透镜效应在空气中自聚焦形成细丝[7,8]；这种脉冲是国防应用的理想选择，因为它们可以以极高的精度和最小的衰减对目标造成最大伤害。由于在 MWIR 波长区域工作的增益介质有限，光参量啁啾脉冲放大（OPCPA）成为最佳方法。1 µ m 激光器泵浦的氧化物非线性晶体，如砷酸钛钾（KTA），能够在 3.9 µ m 波长下产生 30 mJ、80 fs、20 Hz 脉冲[9]。2 µ m 泵浦源使基本可能的上限转换效率翻倍，并且可以使用非线性度更大的非氧化物晶体，如 ZnGeP 2（ZGP），d 36 = 75 pm/V [10 – 12]。ZGP 的热导率为 36 W/(m·K)，是 KTA 的 20 倍，对于高重复率/高平均功率操作至关重要。在用 1.94 µ m Tm：光纤激光器泵浦时，Ho:YLF 能够将 2 µ m 皮秒脉冲放大到几十毫焦耳[13-15]。Ho 3 +的 5 I 8 和 5 I 7 流形分别包含 13 个和 10 个能级，如图 1 所示[16]。2.05 µ m 脉冲的放大归因于模拟的上激光能级 N 2 (在 5153 cm − 1 处)和下激光能级 N 1 (在 276 cm − 1 处)之间的发射跃迁。由于基态 N 0 (在 0 cm − 1 处)和下激光能级之间的能量差很小，Ho:YLF 被认为是准三能级增益介质。如图 1 所示，相关激光能级的粒子数随温度而变化，因此 Ho:YLF 等准三能级放大器的增益在很大程度上取决于温度。高能皮秒 Ho:YLF 激光器通常基于啁啾脉冲放大 (CPA)。在产生超过 20 mJ 能量的 2 µ m 皮秒 CPA 激光器中，前置放大器的脉冲由功率放大器增强。最终输出能量由输入脉冲能量和增强器的增益决定。最近，在 2016 年 11 月 1 日展示了一种使用再生放大器和两级增强器放大输出 56 mJ 的 Ho:YLF CPA 系统。
量子多址信道的单粒子增强
多址信道描述了多个发送者尝试使用某种物理介质将消息转发给单个接收者的情况。在本文中，我们考虑了这种介质仅由单个经典或量子粒子组成的场景。为了精确地比较量子信道和经典信道，我们引入了一个操作框架，其中所有可能的编码策略都只消耗一个粒子。当用于通信时，这种设置体现了用单个粒子构建的多址信道 (MAC)。多方通信任务包括 N 个空间分离的发送者（ A 1 ， A 2 ，· · · AN ）和一个接收者（ B ）（参见图 1 (a)），其中发送者 A i 位于路径 i 上并希望发送从集合 A i 中抽取的经典消息 ai，接收者 B 获得一些属于集合 B 的输出数据 b，这些数据取决于发送者选择的消息集合（ a 1 ， a 2 ，· · · ，a N ）。理想情况下，b 应该是所有 N 条消息的完美副本，即 b = ( a 1 , a 2 , · · · , a N )。然而在实践中，一些物理限制会阻碍完美的通信。在这种情况下，通信由转移概率 p ( b | a 1 , · · · a N ) 描述。分布 p ( b | a 1 , · · · a N ) 统称为 MAC [ 1 ]，即无线通信中所说的上行信道 [ 2 ]。最终，概率 p ( b | a 1 , · · · a N ) 由用于传输信息的特定物理系统决定。我们在此提出的问题是，在仅使用单个粒子实现通信信道且其内部自由度都不可访问的限制下，可以生成哪些 MAC 。更准确地说，信息只能以外部关系自由度进行编码，例如粒子在时空中占据的哪些特定点。我们感兴趣的是比较当使用量子粒子和经典粒子以这种方式传输信息时可以实现的 MAC。在比较经典和量子 MAC 之前，我们根据系统具有的不同级别的共享随机性定义并比较了不同的经典 MAC。这些经典 MAC 分别表示为 CN 、 C ′ N 和 conv[ CN ]，代表没有共享随机性、部分共享随机性和完全共享随机性的情况（如图 1 所示）。我们表明，这些 MAC 在具有二进制输入和输出的通信场景中是相同的，即当 |A i | = |B| = 2 时，而对于更一般的情况，它们完全不同。为了方便讨论，我们还引入了所有这些 MAC 的超集，我们称之为可分离 MAC，C (sep) N ，它由具有概率分解 p ( b | a 1 , · · · , a N ) = PN i =1 pigi ( b | ai ) 的 MAC 组成。我们分析了这些 MAC 的结构，并表明它们与二进制情况下更受限制的家族相同。我们的主要结果涉及提供 N 方经典 MAC 的完整表征，这些 MAC 可以从单个经典粒子和受限制的局部数保持 (NP) 操作构建而成。简而言之，NP 操作具有膨胀，其中总粒子数得以保留。主要发现是这些 MAC 完全以消失的二阶干扰项来表征。更准确地说，特定的线性组合