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World File Search System自旋波
存储光子时间箱量子比特在罕见情况下最长可达 20 毫秒......
用于光子量子比特的长持续时间量子存储器是实现长距离量子网络和中继器的重要组成部分。将光学状态映射到稀土集合中的相干自旋波上是一种特别有前途的量子存储方法。然而，由于所需的自旋波操纵引起的读出噪声，在量子水平上实现长时间存储仍然具有挑战性。在这项工作中，我们应用动态解耦技术和小磁场，在 151 Eu 3 +：Y 2 SiO 5 晶体中实现 20、50 和 100 毫秒的六种时间模式的存储，基于原子频率梳存储器，其中每个时间模式平均包含大约一个光子。通过存储两个时间箱量子比特 20 毫秒来验证存储器的量子相干性，平均存储器输出保真度为 F = (85 ± 2)%，每个量子比特的平均光子数为 μ in = 0.92 ± 0.04。量子比特分析是在存储器读出时完成的，使用我们开发的一种复合绝热读出脉冲。
通过原子层取代调整二维过渡金属磷三硫属化物中的自旋波
摘要 二维 (2D) 范德华过渡金属磷三硫属化物家族由于其固有的 2D 反铁磁性而重新引起了人们的关注，这证明它们是单层极限下自旋电子学和磁子学中前所未有且高度可调的构建块。在此，受 Janus 过渡金属二硫属化物中表现出的原子取代潜能的启发，我们从第一性原理研究了基于 MnPS 3 和 NiPS 3 的硒化 Janus 单层的晶体、电子和磁性结构。此外，我们计算了磁振子色散并进行实时实空间原子动态模拟，以探索自旋波在 MnPS 3 、NiPS 3 、MnPS 1.5 Se 1.5 和 NiPS 1.5 Se 1.5 中的传播。我们的计算预测磁各向异性将大幅增强，并会出现较大的 Dzyaloshinskii-Moriya 相互作用，这是由于 2D Janus 层中诱导的反演对称性破缺所致。这些结果为开发 Janus 2D 过渡金属磷三硫属化物铺平了道路，并凸显了它们在磁子应用方面的潜力。
设计自旋纹理晶格来控制反铁磁体中的各向异性磁振子传输
磁性材料中的自旋波具有超低能量耗散和长相干长度，是未来计算技术的有前途的信息载体。反铁磁体是强有力的候选材料，部分原因是它们对外部场和较大群速度的稳定性。多铁性反铁磁体，例如 BiFeO 3 (BFO)，具有源于磁电耦合的额外自由度，允许通过电场控制磁结构，从而控制自旋波。不幸的是，由于磁结构的复杂性，BFO 中的自旋波传播尚不明确。在这项工作中，在外延工程、电可调的 1D 磁振子晶体中探索了长距离自旋传输。在平行于和垂直于 1D 晶体轴的自旋传输中发现了显著的各向异性。多尺度理论和模拟表明，这种优先磁振子传导是由其色散中的群体不平衡以及各向异性结构散射共同产生的。这项工作为反铁磁体中的电可重构磁子晶体提供了途径。
由正常，重型或Altermagnetic Metallic叠加剂诱导的磁性绝缘体中自旋波的非局部阻尼：Schwinger-keldysh场理论方法
了解自旋波（SW）阻尼以及如何将其控制到能够放大SW介导的信号的点是使所设想的宏伟技术实现的关键要求之一。甚至广泛使用的磁性绝缘子在其大块中具有低磁化阻尼（例如Yttrium Iron Garnet），由于在最近的实验中观察到的，由于与金属层与金属层的不可避免接触，因此SW阻尼增加了100倍。，adv。量子技术。4，2100094（2021）]以空间解析的方式映射SW阻尼。在这里，我们使用扩展的Landau-lifshitz-gilbert方程对波矢量依赖性的SW阻尼提供了微观和严格的理解，并具有非局部阻尼张量，而不是常规的本地标量尺吉尔伯特damp，从Schwinger-keldysh norther-keldysh nortakys damper中衍生而成。在这张照片中，非局部磁化阻尼的起源以及诱导的波载体依赖性SW阻尼是磁绝缘子的局部磁矩与来自三种不同类型的金属叠层器的传导电子的局部磁矩的相互作用：正常，重型和altermagnetic。由于后两种情况下传导电子的自旋分解能量散布引起的，非局部阻尼在自旋和空间中是各向异性的，并且与正常金属覆盖物的使用相比，可以通过更改两层的相对方向来大大降低。
神经形态磁子学
项目详情：计算和思考都可以看作是输入数据到答案空间的复杂非线性映射。这种映射由计算机架构或大脑训练定义，使用额外数据（“经验”）完成。还有一个重要的区别——功耗。大脑可以以非常节能的方式实现这种映射。现代基于半导体的计算硬件允许人们使用机器学习算法模拟大脑，并在一系列与人工智能相关的任务中稳步前进。然而，这种成功在能源效率方面被证明是灾难性的，使机器学习本身成为主要的（且不断增长的）能源消耗者。因此，人们开始寻找新方法来增强机器学习——那些可以摆脱这种能源效率瓶颈的方法。在这个项目中，您将探索使用自旋波（磁序材料的基本激发）构建定制硬件以实现节能的非常规计算。自旋波具有极端的非线性和适度的能量耗散，同时在 GHz 频率下具有微米到纳米的波长。这为实现微型、强大且节能的计算设备提供了独特的途径。您将结合两种本质上节能的技术范式：(i) 磁振子学（使用自旋波处理信号和数据）和 (ii) 神经形态计算（使用大规模集成系统和模拟电路以类似大脑的方式解决数据驱动的问题）。超越现有范式，您将使用纳米级手性磁振子谐振器 [1] 作为人工神经网络 [2] 的构建块。通过创建磁振子版本的储存器计算机和循环神经网络来展示网络的强大功能。该项目允许应用和/或开发一系列实际相关的技能，从分析理论到数值建模和最先进的实验。1. VV Kruglyak “手性磁振子谐振器：重新发现磁振子中的基本磁手性” Appl. Phys. Lett. 119, 200502 (2021)。2. KG Fripp 等人“非线性手性磁振子谐振器：面向磁振子神经元”Appl. Phys. Lett. 122, 172403 (2023)。
Chaebin Kim 的简历
◦ 使用 Sunny.jl 分析磁中子散射数据，ORNL（2024） ◦ 使用（线性）自旋波理论分析中子谱数据，ORNL（2023） ◦ 使用中子散射建模和拟合晶体场，ORNL，Virtual（2022） ◦ 第 11 届 PAL 暑期学校，韩国浦项 (2019) ◦ 第 7 届粉末晶体学教程，韩国浦项 (2019) ◦ 第 4 届中子和 μ 子学校 & MIRAI 博士学校 2019，J-PARC，日本 (2019) ◦ 第 9 届凝聚态物理暑期学校，韩国 (2018)
Meissner效应和超导的起源
在大多数金属中的超导性是由于纵向自旋波的活性将电子结合到对成对中，以使Meissner效应以及静态磁场中的角动量响应产生。这些旋转波的大部分似乎是由晶格上的核自旋提供的。对于低质量实体（小于10-40 kg），在室温下，纵向旋转波不足以在室温下检测到它们，> 1000 O K。这些大规模的量子结构在1米处无处不在，在金属中也将存在于环境静态磁场弱且温度较低的空间中。这些巨大的玻色子收集可能是空间中重力检测到的暗物质的来源，这些实验提供了一个测试床以了解其特性。a
手性石膏磁铁中的集体激发
我们认为，最近在石墨烯双层和三层中观察到的自旋和谷极化的金属相支持手性边缘模式，这些模式允许自旋波沿着系统边界沿弹道传播而不反向散射。手性边缘行为源于狄拉克带中动量空间浆果曲率与位置空间中自旋纹理的几何相之间的相互作用。边缘模式薄弱地局限于边缘，具有对边缘磁化的详细概况的色散。这种独特的边缘模式特征减少了它们与边缘障碍的重叠，并增强了模式的寿命。模式传播方向在逆转山谷极化后会逆转，这种效果可在等异种偏振的迪拉克频段中明确可测试的几何相互作用。
Magnonic自旋Seebeck和Altermagnets中的旋转nernst效果的原子自旋动力学模拟
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。
用于冷原子中两个正交极化的腔增强和长寿命光学存储器
摘要：光量子存储器的存储和检索效率 (SRE) 和寿命是扩大量子信息处理规模的两个关键性能指标。在这里，我们通过实验演示了用于冷原子集合中的两种极化的腔增强长寿命光学存储器。利用电磁感应透明 (EIT) 动力学，我们分别演示了左圆和右圆偏振信号光脉冲在原子中的存储。通过使信号和控制光束共线穿过原子并将信号光的两种偏振存储为两个磁场不敏感的自旋波，我们实现了长寿命 (3.5 毫秒) 的存储器。通过在冷原子周围放置一个低精度光学环腔，信号光和原子之间的耦合得到增强，从而导致 SRE 增加。所提出的腔增强存储表明 SRE 约为 30%，对应于固有 SRE 约为 45%。