为了阐明 SiNRs/Ag(110) 中 1D 狄拉克带的起源,我们将 SiNRs/Ag(110) 的展开能带结构投影到不同的原子层,如图 S4(a)-S4(d) 所示。可以看出,狄拉克带主要位于表面 Si 层,在最顶层的 Ag 层只有少量的剩余信号。最顶层 Ag 层中的剩余信号表示 Si 和 Ag 之间的有限能带杂化。第 8 个 Ag 层仅包含 Ag(110) 的体能带,如图 S4(c) 所示。通过比较图 S4(a) 和 S4(c),我们还可以得出结论,狄拉克带附近强度较高的能带来自 Ag(110) 的体能带。事实上,由于我们计算中的平板几何形状,这些能带来自 Ag 体 sp2 能带的子能带。为了研究狄拉克能带的轨道组成,我们将展开的能带结构投影到 Si s 和 Si ad 原子的不同轨道上,如图 S4(e)-S4(l) 所示,发现狄拉克能带主要由 Si spz 轨道组成。这些结果与我们的 TB 分析结果一致,即 Si s 和 Si ad 原子的 pz 轨道是解耦的。
在量子计算机上模拟费米子系统的能力有望彻底改变化学工程、材料设计、核物理等领域。因此,优化模拟电路对于充分利用量子计算机的功能具有重要意义。在这里,我们从两个方面解决这个问题。在容错机制下,我们优化了 rz 和 t 门数以及所需的辅助量子比特数,假设使用乘积公式算法进行实现。与现有技术相比,我们获得了门数节省率为 2 和所需辅助量子比特数节省率为 11。在预容错机制下,我们优化了两量子比特门数,假设使用变分量子特征求解器 (VQE) 方法。具体到后者,我们提出了一个框架,可以使 VQE 进程向费米子系统基态能量收敛的方向引导。该框架基于微扰理论,能够将 VQE 进程每个循环的能量估计值提高约三倍,与试验台上经典可访问的水分子系统中的标准 VQE 方法相比,更接近已知基态能量。改进的能量估计反过来又会节省相应数量的量子资源,例如量子比特和量子门的数量,这些资源需要在已知基态能量的预定公差范围内。我们还探索了一套从费米子到量子比特算子的广义变换,并表明在小规模情况下,资源需求节省高达 20% 以上是可能的。
我们在几何沮丧的三角形晶格中研究了费米子莫特绝缘子,这是一种用于研究旋转液体和自发时间转换对称性破坏的范式模型系统。我们的研究证明了三角形莫特绝缘子的制备,并揭示了所有最近邻居之间的抗磁性自旋旋转相关性。我们采用真实空间的三角形几何量子气体显微镜来测量密度和自旋可观测物。将实验结果与基于数值链接群集扩展和量子蒙特卡洛技术的计算进行了比较,我们证明了沮丧的系统中的热度法。我们的实验平台引入了一种替代方法,用于沮丧的晶格,为未来研究外来量子磁性的研究铺平了道路,这可能导致哈伯德系统中量子自旋液体的直接检测。
Valleytronics是一个研究领域,利用电子自由度来进行信息处理和存储。强的山谷极化对于现实的山谷应用至关重要。在这里,我们预测,基于二维(2D)山谷材料的多合一隧道交界处的倾斜dirac费米子驱动的隧道谷效应(TVHE)。这些隧道连接中电极和间隔区域的不同掺杂导致隧道式迪拉克费米子的动量滤波,从而产生依赖于dirac-cone倾斜的强横向山谷霍尔电流。使用现有2D谷材料的参数,我们证明了这种TVE比先前报道的固有浆果曲率机制所引起的电视强得多。最后,我们预测,具有适当设计的设备参数(例如间隔宽度和传输方向)可以在隧道交界处发生共振隧道,从而可以显着增强山谷霍尔角。我们的工作开辟了一种新的方法,以在现实的谷化系统中产生山谷两极分化。
D波超导体的d -Wave超导体的成对边缘在费米能量处具有Andreev绑定的状态。 由于这些状态在能量上是高度不利的,因此它们容易受到将它们转移到有限能量的影响。 我们研究了两种不同机制的自由能:超导顺序参数和表面铁磁性的自发相位梯度是由费米液体相互作用效应引起的。 我们发现,表面磁化在较低的温度下比相结晶状态的自发电流流出现。 但是,磁性在较低的温度下可以在较低的温度下能够有利,从而获得足够强的费米液体效应。 因此,可能是系统温度的功能,两种状态之间的第一阶转变是可能的,这表明在D波超导体中具有丰富的低温相图。D波超导体的d -Wave超导体的成对边缘在费米能量处具有Andreev绑定的状态。由于这些状态在能量上是高度不利的,因此它们容易受到将它们转移到有限能量的影响。我们研究了两种不同机制的自由能:超导顺序参数和表面铁磁性的自发相位梯度是由费米液体相互作用效应引起的。我们发现,表面磁化在较低的温度下比相结晶状态的自发电流流出现。但是,磁性在较低的温度下可以在较低的温度下能够有利,从而获得足够强的费米液体效应。因此,可能是系统温度的功能,两种状态之间的第一阶转变是可能的,这表明在D波超导体中具有丰富的低温相图。
复合费用理论提供了一个简单且统一的图片,以了解量子厅制度中的大量现象学。然而,在单个Landau级别中正确提出这一概念仍然充满挑战,这在强磁场的极限下提供了相关的自由度。最近,在Landau级填充因子ν= 1的玻色子的低能量非交通局部理论已由Dong和Senthil [Z. Dong和T. Senthil,物理。修订版b 102,205126(2020)]。在长波长和小振幅量规的极限中,他们发现它减少了复合效率液体的著名的Halperin-Lee阅读理论。在这项工作中,我们考虑了总填充因子ν=1。与以前的工作不同,可以通过更改玻色子的填充因子来调节混合物中复合费米的数量密度,νB= 1 -νf。这种可调节性使我们能够研究稀数极限νb≪1,从而可以对能量分散剂和复合费米子的有效质量进行受控且渐近的精确计算。此外,通过合理的场理论对低能量描述的近似显然是合理的。最重要的是,我们证明,由于存在复合玻色子冷凝物,量规的弹性获得了希格斯的质量,因此该系统的行为就像真正的landau-fermi液体。与稀有极限中的四边形相互作用无关,我们能够获得该复合费米子费米液体的渐近确切特性。在νf ≪1的相对极限中,希格斯质量为零,随着温度升高,我们发现费米液体和非芬米液体之间的交叉。在实验或数值上观察这些特性不仅提供了不仅是复合费米子及其形成的费米表面的明确证据,而且还提供了由于强相关性而引起的新出现的量规场及其爆发。
b'Inatruction fermi液体范式(1,2)是现代冷凝物质理论的基石之一,提供了多体系统的有效描述,其基本激发是弱相互作用的费米金准式晶粒。费米液体的理论提供了理解为什么金属中的传导电子基本上是非相互作用的颗粒。费米液体可以以纵向密度振荡的形式支持集体模式,这些振荡与经典流体中的声音类似。它们的传播取决于该模式的角频率\ xcf \ x89是否高于或低于粒子间碰撞速率(3)\ xcf \ x84 1 coll。液体3他是一种中性的费米液体,是第一个从第一个声音模式(\ xcf \ XCF \ x89 \ xcf \ xcf \ x84 1 coll,即在流体动态状态)到零1 col(\ xcf xcf xcf xcf xcf xcf)(\ xcf \ xcf \ xcf \ xcf \ xcf \ xcf \ xcf \ x,观察到Coll,即,在无碰撞状态中)(4)。在具有远距离库仑相互作用的电子费米液体中,其中电子电子(EE)散射时间\ xcf \ x84 EE起着\ xcf \ x84 coll的作用,第一,零声折叠到Plasmon模式(5)。在这种模式下,从'
最近,其中一位作者引入了一种新的方法来研究多项式的不可约性,为ℓ2z d上的形式-Δ + V的周期性操作员获得了几个新结果。在这种情况下,刘证明,对于d = 2,费米品种在每个能级λ不可还原,除了平均能量水平。他还证明,当d≥3时,费米品种对于每个级别的λ不可还原[22]。特别是对于此类操作员,因此,Bloch品种在任意维度[22]中是不可还原的。[22]中的结果提供了关于离散设置中费米和Bloch品种不可约性的猜想的完整证明,如许多文章[3,4,10,13,16,18]中所述。
Nielsen-Ninomiya 定理是高能和凝聚态物理中关于手性费米子在静态晶格系统中实现的基本定理。本文我们扩展了动态系统中的定理,其中包括静态极限中的原始 Nielsen-Ninomiya 定理。原始定理对于块体手性费米子来说是行不通的,而新定理由于动态系统固有的块拓扑而允许它们实现。该定理基于对偶性,可以统一处理周期性驱动系统和非厄米系统。我们还给出了受对称性保护的非手性无间隙费米子的扩展定理。最后,作为我们的定理和对偶性的应用,我们预测了一种新型的手性磁效应——非厄米手性磁肤效应。
马约拉纳零模式 (MZM) 是拓扑保护量子计算硬件的有希望的候选者,然而它们的大规模使用可能需要量子纠错。马约拉纳表面码 (MSC) 已被提议实现这一目标。然而,许多 MSC 属性仍未得到探索。我们提出了一个统一的 MSC“扭曲缺陷”框架——编码量子信息的任意子类对象。我们表明,MSC 中的扭曲缺陷可以编码两倍于基于量子位的代码或其他 MSC 编码方案的拓扑保护信息量。这是因为扭曲同时编码了逻辑量子位和“逻辑 MZM”,后者增强了微观 MZM 可以提供的保护。我们解释了如何使用逻辑量子位和逻辑 MZM 执行通用计算,同时可能使用比其他 MSC 方案少得多的资源。所有 Clifford 门都可以通过编织扭曲缺陷在逻辑量子位上实现。我们介绍了基于格子手术的逻辑 MZM 和逻辑量子位计算技术,实现了 Clifford 门的效果,且时间开销为零。我们还表明,逻辑 MZM 可能会在足够低的准粒子中毒率下改善空间开销。最后,我们介绍了一种新颖的 MSC 横向门模拟,通过编织微观 MZM 实现小代码中的编码 Clifford 门。因此,MSC 扭曲缺陷为容错量子计算开辟了新途径。
