随着机器学习的最新发展,Carrasquilla 和 Melko 提出了一种与研究自旋模型的传统方法相补充的范式。作为研究宏观物理量的热平均值的替代方法,他们使用自旋配置通过机器学习对相变的无序相和有序相进行分类。我们扩展并概括了这种方法。我们专注于长程关联函数的配置而不是自旋配置本身,这使我们能够对多组分系统和具有向量序参数的系统提供相同的处理。我们使用相同的技术分析了 Berezinskii-Kosterlitz-Thouless (BKT) 转变,以将三个相分类为:无序相、BKT 相和有序相。我们还使用不同模型的训练数据对模型进行了分类。
在过去的十年中,在理论上和实验中提出了确认,可以通过旋转纹理(ST-LRT)或由于Spin-Orbit Coupling(Soc-orbit Couplting(Soc-lrrt)(Soc-lrt)(Soc-orbit(Soc-lrtt)),可以在超导/Ferromagnet杂交中产生远距离旋转旋转三个(LRT)超导性。然而,迄今为止,尚无理论或实验研究表明,这两种贡献都可以同时存在于实验系统中。为了解除这些贡献,我们通过研究与MacMillan-Rowell共振相关的上述差异电导异常(CAS),对在连接超导体的铁磁层内发生的超导式准颗粒干扰效应进行了全面研究。在两种类型的外延,v/mgo/fe基于界面旋转式矛盾偶联的两种类型的外延/f/fe基于v/fe/fe的磁场下,已经研究了CAS的偏差依赖性。我们观察到在小的IP和OOP磁场下CA振幅的各向异性,同时仍然受到高铁的影响较弱,并实施微磁模拟,以帮助我们区分ST-LRT和SOC-LRT贡献。我们的发现表明,对电子传输中Fabry-Pérot-type干扰效应的进一步探索可以产生对由自旋轨道耦合和自旋纹理引起的超导体和铁磁体之间杂交的宝贵见解。
用于量子动力学模拟的量子算法传统上基于实现时间演化算子的 Trotter 近似。这种方法通常依赖于深度电路,因此受到可用噪声和近期量子硬件的重大限制的阻碍。另一方面,变分量子算法 (VQA) 已成为不可或缺的替代方案,可在当今硬件上进行小规模模拟。然而,尽管最近为量子动力学开发了 VQA,但尚未对其效率和可扩展性进行详细评估。为了填补这一空白,我们应用了基于 McLachlan 原理的 VQA 来模拟自旋玻色子模型在不同水平的实际硬件噪声以及不同物理状态下的动力学,并讨论了算法的准确性和随系统大小而变化的缩放行为。我们观察到变分方法与一般的、物理驱动的波函数假设相结合使用时具有良好的性能,并将其与传统的一阶 Trotter 演化进行了比较。最后,基于此,我们对经典难处理系统的模拟进行了扩展预测。我们表明,尽管变分法明显降低了量子门成本,但其当前实现不太可能为时间相关问题的解决带来量子优势。
我将使用核自旋链作为示例实验系统,并利用哈密顿工程和核磁共振工具,展示如何设计动态以防止系统升温,即使在自旋之间存在强相互作用的情况下也是如此。在防止热化的策略中,我将重点关注通过无序进行定位,这可以抑制量子信息的混乱,以及弗洛凯工程,它可以诱导预热化,这是一种热化速度仅呈指数级缓慢的长寿命状态。
镁带结构的特征是与手性相反的模式的能量分裂,即使在没有应用的外部领域和相对论效应的情况下,由于海森伯格交换相互作用中的各向异性。我们基于原型RUO 2(一种原型的“ D-Wave” Altermagnet)对基于从头开始的电子结构计算进行定量原子自旋动力学模拟,以研究由热梯度产生的镁电流。我们报告了大量自旋Seebeck和自旋Nernst效应,即纵向或横向自旋电流,具体取决于磁子相对于晶体的繁殖方向,以及与温度ProFile中的非线性相关的有限自旋积累。我们的发现与Altermagnetic自旋组对称性以及线性自旋波理论和半经典Boltzmann转运理论的预测一致。
1 加拿大安大略省滑铁卢圆周理论物理研究所 N2L 2Y5 2 加拿大安大略省滑铁卢滑铁卢大学量子计算研究所 N2L 3G1 3 加利福尼亚大学卡弗里理论物理研究所,加利福尼亚州圣巴巴拉 93106,美国 4 普林斯顿大学电气与计算机工程系,新泽西州普林斯顿 08544,美国 5 不列颠哥伦比亚大学物理与天文系和量子物质研究所,加拿大不列颠哥伦比亚省温哥华 V6T 1Z1 6 马萨诸塞大学物理系,马萨诸塞州阿默斯特 01003,美国 7 美国国家标准与技术研究院和马里兰大学量子信息与计算机科学联合中心,马里兰州帕克城 20742,美国 8 马里兰大学物理科学与技术研究所,马里兰州帕克城 20742,美国
通用量子处理器的实施仍然构成与错误缓解和校正有关的基本问题,该问题要求对主流的平台和计算方案进行调查。通过使用多层次逻辑单元(QUDIT),可以通过分子旋转自然产生。在这里,我们介绍了由单个分子纳米磁体组成的分子自旋量子处理器的蓝图,用作Qudits,放置在适合这些分子的大小和相互作用的超导谐振器中,以实现强大的单个旋转旋转对角度旋转。我们展示了如何在这样的平台中实现一套通用的门,并读取了最终的Qudit状态。单数一个单位(潜在地嵌入多个量子位)是通过快速的经典驱动器实现的,而引入了替代方案,以通过谐振光子交换获得两倍的门。后者与分散方法进行了比较,总体上是一个显着的改进。通过对门序列(例如Deutsch-Josza和量子仿真算法)进行现实的数值模拟来评估平台的性能。非常好的结果证明了向通用量子处理器的分子途径的可行性。
随着半导体器件的缩小尺寸出现饱和迹象,微电子学的研究重点转向寻找基于新颖物理原理的新型计算范式。电子自旋是电子的另一个固有特性,它为目前在微电子学中使用的基于电子电荷的半导体器件提供了附加功能。自旋电流注入、自旋传播和弛豫以及栅极的自旋方向操控等几个基本问题已成功得到解决,从而使电子自旋能够用于数字应用。为了通过电方法产生和检测自旋极化电流,可以采用磁性金属触点。Boroš 等人 [1、2] 讨论的铁磁触点应足够小,以构成具有明确磁化方向的单个磁畴。小畴的磁矩在过去曾被成功利用,现在仍用于在磁性硬盘驱动器中存储信息。由此,二进制信息被编码到畴的磁化方向中。畴的磁化会产生可检测到的杂散磁场。交变磁矩会产生方向相反的磁场。读头可以检测到磁场并读取信息。Khunkitti 等人 [ 3 ] 的研究显示,高灵敏度磁头是实现超高磁密度磁数据存储技术的重要因素。为了写入信息,需要通过流入磁头的电流产生接近磁畴的磁场。正如 Khunkitti 等人 [ 4 ] 所指出的,记录密度主要取决于磁性介质的特性。如果没有外部磁场,磁畴的磁化将得以保留,不会随时间而改变。因此,在电子设备中添加磁畴可实现非易失性,即无需外部电源即可保持设备功能状态的能力。此外,可以通过在小磁畴中运行自旋极化电流来操纵其磁化方向。如果电流足够强,磁畴的磁化方向与自旋电流极化方向平行。通过电子电流对磁畴进行纯电操控,为开发一种具有更高可扩展性的概念上新型的非易失性存储器提供了令人兴奋的机会。冲击自旋极化电流可以由流经另一个铁磁体的电荷电流产生,该铁磁体与小磁畴之间由金属间隔物或隧道屏障隔开。由两个铁磁触点组成的夹层结构的电阻在很大程度上取决于触点在平行或反平行配置中的相对磁化方向。因此,编码到相对磁化中的二进制信息通过夹层的电阻显示出来。这种新兴的存储器被称为磁阻存储器。磁阻存储器结构简单。它们具有出色的耐用性和高运行速度。磁阻存储器与金属氧化物半导体场效应晶体管制造工艺兼容。它们为概念上新的低功耗数据计算范式开辟了前景