造成量子非局域性和违反贝尔不等式的原因。3纠缠一直是量子信息技术和工艺发展的重要资源。4–13 利用纠缠进行量子信息处理依赖于操纵量子系统的能力,无论是在气相还是固相中。在我们之前的工作中,我们研究了纠缠以及在光学捕获的极性和/或顺磁性分子阵列中进行量子计算的前景,这些分子的斯塔克能级或塞曼能级作为量子比特。13,14 在这里,我们考虑被限制在光阱中的 87 个 Rb 原子的玻色-爱因斯坦凝聚态 (BEC) 15,并研究其自旋和动量自由度之间的纠缠。原子的超精细塞曼能级及其量化动量可以作为量子比特,甚至是更高维的量子比特,即具有 d 维的量子比特。我们注意到,在气态系统中实现玻色-爱因斯坦凝聚态,随后又演示了自旋轨道耦合的玻色-爱因斯坦凝聚态 16,为量子控制开辟了新途径。在反应动力学的背景下,自旋轨道耦合
•只有最外层的核心能级参与键合。我们称之为“价轨道”或“价壳层”。 •对于金属,电子可以从价轨道(原子的最外层核心能级)跳跃到晶体内的任何位置(在整个晶体中自由移动),而无需“提供额外的能量”。因此,“自由导电电子在室温下很普遍”。 •对于绝缘体,电子很难从价轨道跳跃,需要大量能量才能将电子从原子核中“释放”。因此,导电电子很少。 •对于半导体,电子可以从价轨道跳跃,但需要少量能量才能将电子从原子核中“释放”,从而使其成为“半导体”。
超冷极性分子在量子模拟、计量和信息处理方面具有巨大潜力,因为它们具有强电偶极 (ED) 相互作用,这种相互作用既长距离,又各向异性,更重要的是,可调 [1 – 16] 。将它们用于这些目标的必要条件是能够利用其固有的 ED 相互作用来创建高度纠缠和长寿命的分子状态,这些状态对环境退相干具有鲁棒性,例如用于增强传感的自旋压缩态 [17 – 19] ,或用于基于测量的量子计算的簇状态 [20 – 25] 。到目前为止,简单的双碱分子(如 KRb)的旋转态已被提议作为编码量子比特的主要主力和自然自由度 [1 – 12] 。这是因为长寿命旋转态可以通过长程电致发光相互作用直接耦合,并由微波 (mw) 场操纵 [26,27] 。然而,旋转态具有重要的局限性,阻碍了它们用于纠缠生成:(1) 在不同旋转状态下制备的超冷分子通常会经历不同的捕获势,因此容易受到不良退相干的影响,导致相干时间短 [28 – 30] ; (2) 多体哈密顿参数的微调需要使用强大且控制良好的直流电场 E [1,11] 。由于这些场需要时间来切换和变化,因此使用旋转态之间的长程电致发光相互作用按需生成纠缠仍然是一项重大的实验挑战。为了克服这些重要的限制,我们在此提出利用超冷极性分子中可访问的更大的内部能级集,其中包括核和/或电子自旋能级以及它们的旋转结构。总的来说,这些能级可以用作按需纠缠生成的强大资源。通过将有效自旋-1 = 2 编码为一组核自旋和旋转分子能级,我们利用了长
超冷极性分子在量子模拟、计量和信息处理方面具有巨大潜力,因为它们具有强电偶极 (ED) 相互作用,这种相互作用既长距离,又各向异性,更重要的是,可调 [1 – 16] 。将它们用于这些目标的必要条件是能够利用其固有的 ED 相互作用来创建高度纠缠和长寿命的分子状态,这些状态对环境退相干具有鲁棒性,例如用于增强传感的自旋压缩态 [17 – 19] ,或用于基于测量的量子计算的簇状态 [20 – 25] 。到目前为止,简单的双碱分子(如 KRb)的旋转态已被提议作为编码量子比特的主要主力和自然自由度 [1 – 12] 。这是因为长寿命旋转态可以通过长程电致发光相互作用直接耦合,并由微波 (mw) 场操纵 [26,27] 。然而,旋转态具有重要的局限性,阻碍了它们用于纠缠生成:(1) 在不同旋转状态下制备的超冷分子通常会经历不同的捕获势,因此容易受到不良退相干的影响,导致相干时间短 [28 – 30] ; (2) 多体哈密顿参数的微调需要使用强大且控制良好的直流电场 E [1,11] 。由于这些场需要时间来切换和变化,因此使用旋转态之间的长程电致发光相互作用按需生成纠缠仍然是一项重大的实验挑战。为了克服这些重要的限制,我们在此提出利用超冷极性分子中可访问的更大的内部能级集,其中包括核和/或电子自旋能级以及它们的旋转结构。总的来说,这些能级可以用作按需纠缠生成的强大资源。通过将有效自旋-1 = 2 编码为一组核自旋和旋转分子能级,我们利用了长
Yb 3+ /Er 3+ 共掺杂上转换材料广泛用于发光强度比 (LIR) 测温,其中 Er 3+ 掺杂离子的绿色发光跃迁 ( 2 H 11/2 → 4 I 15/2 和 4 S 3/2 → 4 I 15/2 ) 的相对强度比随温度而变化。在本文中,我们报告了从 2 H 9/2 能级到中间 4 I 13/2 能级的额外跃迁的影响,该跃迁与通常用于 LIR 测温的绿色发光重叠。2 H 9/2 → 4 I 13/2 发射与 4 S 3/2 → 4 I 15/2 发射大量重叠,并且对泵浦功率更敏感。为了获得准确的温度读数,需要仔细选择用于积分 2 H 11/2 → 4 I 15/2 和 4 S 3/2 → 4 I 15/2 发光的波长间隔。
Yb 3+ /Er 3+ 共掺杂上转换材料广泛用于发光强度比 (LIR) 测温,其中 Er 3+ 掺杂离子的绿色发光跃迁 ( 2 H 11/2 → 4 I 15/2 和 4 S 3/2 → 4 I 15/2 ) 的相对强度比随温度而变化。在本文中,我们报告了从 2 H 9/2 能级到中间 4 I 13/2 能级的额外跃迁的影响,该跃迁与通常用于 LIR 测温的绿色发光重叠。2 H 9/2 → 4 I 13/2 发射与 4 S 3/2 → 4 I 15/2 发射大量重叠,并且对泵浦功率更敏感。为了获得准确的温度读数,需要仔细选择用于积分 2 H 11/2 → 4 I 15/2 和 4 S 3/2 → 4 I 15/2 发光的波长间隔。
在 SEM 过程中,样品会发射出特征 X 射线。我们可以使用能量色散 X 射线光谱仪 (EDS 或 EDX) 来检测特征 X 射线,以进一步表征元素成分。当主束电子撞击内壳电子时,会产生一个空隙,来自原子较高壳层的电子会落下以填补空隙。这种电子落下会释放原子以 X 射线形式发射的能量。特征 X 射线的能量模式取决于原子中电子壳层之间的能级差异,而每种原子的能级差异都是独一无二的。该信号可以从材料深处逸出,从而可以对 100 纳米到微米深度之间的成分进行调查。
展示了基于 SiC 原子级自旋中心能级交叉弛豫的全光学测温技术。该技术利用了三重基态 S=1 中心零场分裂的巨大热位移,光致发光无法检测到(所谓的“暗”中心)耦合到相邻的自旋 3/2 中心,这些中心可以进行光学极化和读出(“亮”中心),并且不需要射频场。EPR 用于识别缺陷。交叉弛豫线的宽度几乎比全光学测温中使用的激发态能级反交叉线的宽度小一个数量级,并且由于由激发态的寿命决定,因此无法显着减小。由于温度偏移和信号强度与激发态能级反交叉大致相同,交叉弛豫信号可以将温度测量的灵敏度提高一个数量级以上。温度灵敏度估计约为 10 mK/Hz^1/2,体积约为 1 μm^3,由扫描共聚焦显微镜中的聚焦激光激发决定。利用“亮”自旋-3/2 中心和“暗”S=1 中心基态中的交叉弛豫进行温度传感,利用“亮”自旋-3/2 中心基态水平反交叉,可以使用相同的自旋系统实现具有亚微米空间分辨率的集成磁场和温度传感器。
最低朗道能级效应 W. Pan、W. Kang、M. P. Lilly、J. L. Reno、K. W. Baldwin、K. W. West、L. N. Pfeiffer 和 D. C.
半导体材料中的颜色中心是非经典光子状态的有前途的来源。由于它们的局部能级嵌入了宿主的大块电子带隙内,因此它们将单个原子的光学特性与固态环境的scal骨结合在一起。的确,宽带半导体中的中间隙能级产生的增强的电子配置可以在室温及以上启用单个光子发射。1已经发现了许多这样的颜色中心,包括在钻石中,1-8碳化硅(SIC),9,10氮化铝(ALN),11枚硝酸盐(GAN),12-14和六边形的硝酸盐(H- BN)。15这些颜色中心的发现导致了量子技术的令人印象深刻的恶魔,包括纳米级磁性感应,4纳米级量子量子温度计,16个量子中继器,17
