核聚变长期以来一直被认为是一种理想的太空推进方法,因为它具有极高的燃料比能(比最好的化学燃料高 + 2 # 10 6)和排气速度(+ 4% 的光速,而最好的化学燃料为 + 4 公里/秒)。这种高性能将允许在参与研究人员的一生中快速完成行星际任务以及星际任务。1然而,聚变推进存在两个主要困难:点燃自持聚变链式反应的困难以及反应产生的大量电离辐射,这需要相当大的屏蔽质量来抵御这种辐射。1本摘要介绍了一种独特但众所周知的核物理技术“自旋极化”的能力,它可降低点火要求和航天器必须处理的电离辐射通量。
摘要 纠缠是量子信息处理的关键资源,因此需要在各种硬件平台上生成高保真度纠缠态的协议。虽然自旋链已被广泛研究以产生纠缠,但图结构也具有这种潜力;然而,只有几类图被用于这项特定任务。在本文中,我们将一种涉及两种不同耦合强度的特殊耦合方案应用于两个互连的 3×3 方图的图,使得它实际上包含三个缺陷。我们展示了这种结构如何生成贝尔态,其保真度取决于所选的耦合比。我们应用分区图论来降低图的维数,并表明,使用简化图或简化链,我们仍然可以模拟具有相同动态的相同协议。最后,我们研究了制造误差如何影响纠缠生成协议以及不同的等效结构如何受到影响,发现对于某些特定的耦合比,它们非常稳健。
自旋是量子粒子或场的一个基本但非平凡的固有角动量属性,它出现在相对论场论中。波场中的自旋密度由基于正则动量密度和动能动量密度之间差异的理论 Belinfante-Rosenfeld 构造描述。这些量通常被认为是抽象的和不可观察的。在这里,我们从理论和实验上证明,Belinfante-Rosenfeld 构造自然出现在重力(水面)波中。在那里,正则动量与广义斯托克斯漂移现象有关,而自旋是由水粒子的亚波长圆周运动产生的。因此,我们直接将这些基本场论属性观察为经典波系统的微观力学属性。我们的发现揭示了波场中自旋和动量的性质,证明了相对论场论概念的普遍性,并为它们的研究提供了一个新的平台。
半导体量子点阵列中限制的电子同时具有电荷和自旋自由度。自旋提供了一种可控性好且寿命长的量子比特实现 [1,2]。点阵列中的电荷配置受库仑排斥力的影响,同样的相互作用使电荷传感器能够探测这种配置 [3]。本文表明,库仑排斥力可使初始电荷跃迁诱发后续电荷跃迁,从而引发电子跳跃的级联,就像倒下的多米诺骨牌一样。级联可以沿着量子点阵列在远远超出直接库仑排斥力影响的距离上传输信息。我们证明电子级联可以与泡利自旋阻塞 [4] 相结合,使用远程电荷传感器读出自旋。我们在 1.7 µs 内实现了 > 99.9% 的自旋读出保真度。基于级联的读出技术可以实现密集排列的二维量子点阵列的操作,并在外围放置电荷传感器。这种阵列的高连通性大大提高了量子点系统的量子计算和模拟能力。
主题代码:PH-xxx 课程名称:自旋电子技术简介 LTP:3-0-0 学分:3 主题领域:OEC 大纲:磁学基础知识:磁学类型、自旋轨道相互作用、偶极相互作用、交换相互作用、磁各向异性 自旋相关传输:异常霍尔效应、各向异性磁阻 (AMR)、巨磁阻 (GMR)、隧道磁阻 (TMR)、自旋阀 (SV)、磁隧道结 (MTJ)、磁场传感器(硬盘读取头、生物传感器) 磁化动力学:自旋转移扭矩 (STT)、自旋霍尔效应 (SHE)、自旋轨道扭矩 (SOT)、轨道霍尔效应 (OHE)、磁化切换、磁性 skyrmions 自旋电子器件:磁阻随机存取存储器 (MRAM) 技术 - STT-MRAM、SOT-MRAM、自旋扭矩和自旋霍尔纳米振荡器(STNO 和 SHNO)、自旋量热器、赛道存储器基于自旋的计算:纳米磁逻辑、自旋逻辑、基于振荡器的神经形态计算、自旋波计算。科目代码:PH-xxx 课程名称:太空探索 LTP:3-0-0 学分:3 学科领域:OEC 大纲:不同国家太空探索的历史、对太空技术的需求、对空间科学知识的需求、近地空间的等离子体、大气中的波、其他行星的大气/电离层、空间测量:主动和被动遥感和现场测量、轨道:开普勒行星运动定律、轨道类型、霍曼转移轨道、卫星通信和导航、空间技术的应用。
我们使用Spintronic Thz发射器研究了局部THZ场的生成,以增强微米大小的成像的分辨率。远面成像,波长高于100 l m,将分辨率限制为该数量级。通过使用光学激光脉冲作为泵,可以将Thz Field Genert固定在激光束聚焦的区域。由于激光束聚焦而引起的生成的THZ梁的差异要求成像的物体在THZ场波长以下的距离处靠近生成位。我们根据自旋电流在COFEB/PT异质结构中通过FS-LASER脉冲产生THZ辐射,并通过商业低温种植-GAA(LT-GAAS)Auston Switches检测到它们。通过应用具有电动阶段的2D扫描技术来确定THZ辐射的空间分辨率,从而可以在子微米计范围内进行台阶尺寸。在近距离限制内,我们在千分尺尺度上在激光斑点大小的尺寸上实现空间分辨率。为此,在由300 nm SiO 2间隔层隔开的旋转发射器上蒸发了金测试模式。将这些结构相对于飞秒激光斑点(生成THZ辐射)允许测定。刀边方法在1 THz时产生的全宽半宽度梁直径为4:9 6 0:4 l m。在简单的玻璃基材上沉积自旋发射器异质结构的可能性使它们在许多成像应用中具有近距离成像的候选者。
摘要:钻石中NV中心的类似物中的3 c-SIC中的氮 - 胶囊(NV)中心最近成为具有竞争性能和显着技术优势的固态量子。结合了第一原理计算和磁共振光谱,我们在其磁光特性中提供了详尽的见解。By applying resonantly excited electron paramagnetic resonance spectroscopy, we identified the zero-phonon absorption line of the 3 A 2 → 3 E transition at 1289 nm (within the telecom O- band) and measured its phonon sideband, the analysis of which reveals a Huang-Rhys factor of S = 2.85 and a Debye-Waller factor of 5.8 %.发现低温自旋晶格松弛时间异常长(4 K时T 1 = 17 s)。所有这些属性使NV在3 C -SIC中成为量子应用的强大竞争者。此外,在4K至380K范围内,零场拆分的强烈变化允许其应用于纳米级的热感应。
已成功用于有效操控磁化,从而产生了最近的基于 STT 的商业化磁存储器解决方案。 [1] 自旋轨道扭矩 (SOT) 利用高自旋霍尔效应 (SHE) 材料中的平面电荷电流产生的平面外自旋电流,可以实现更节能的磁化操控,并且正在达到商业成熟度。 [2–4] 到目前为止,已经研究了各种高自旋轨道耦合 (SOC) 材料,包括重金属、拓扑绝缘体 (TI) [5–7] 以及最近的拓扑半金属 (TSM) [8–11],以最大化它们的自旋霍尔角 θ SH = | J s | / | J c |,这是它们将电荷电流密度 J c 转换为自旋电流密度 J s 的效率的量度。此外,已经研究了高 SHE 和 FM 材料层之间的界面工程,以最大化跨界面的自旋透明度 T int。 [12–19] 高效 SOT 自旋电子器件的关键挑战是最大化 SOT 效率,ξ= θ SH · T int。[20]
修改目标 DNA 的基因组编辑工具是基因和细胞治疗的有力工具。目前主要的基因组编辑工具是CRISPR-Cas,应用最为广泛;其次是TALEN;最后是ZFN,应用最少。其中CRISPR-Cas和TALEN的基本专利将持续到2030年甚至更晚,因此在医疗领域使用需要高额的授权费用。另一方面,ZFN的基本专利已于2020年到期,它是一种可免许可使用的基因组编辑工具。通过将识别DNA的Zinc Finger与切割DNA的FirmCutND1 Nuclease(由广岛大学自主开发)相结合,可以制作出名为“Zinc Finger-ND1”的纯国产基因组编辑工具。然而,构建功能性ZFN并提高其基因组编辑效率极具挑战性。 [研究成果总结] 传统上,创建ZFN的主流方法是从随机重排的ZF中筛选与目标DNA结合的ZF。然而,创建功能性 ZFN 大约需要两个月的时间,这需要大量的时间和精力。另外,人们设计了一种称为“模块化组装”的方法,用于将 ZF 在基因上连接起来,但在制作三指 ZFN(三个 ZF 连接在一起)时,获得功能性 ZFN 的概率约为 5%,由于生产效率低,该方法无法使用。我们假设,手指数量少导致可识别的碱基数量减少,从而导致产生功能性 ZFN 的效率降低。因此,在本研究中,我们采用模块化组装的方式构建了一个6指ZF-ND1(图1),以增加其识别的碱基数量。结果,我们构建的10个ZF-ND1中,有两个被证实具有基因组DNA切割活性,这意味着我们以20%的概率成功获得了功能性ZFN。为了进一步完善ZF-ND1的功能,我们使用结构建模技术(AlphaFold、Rossetta和Coot的分子建模)来模拟ZF和DNA之间的相互作用(图2)。通过与 Zif268(一种与 DNA 结合的天然 3 指 ZF)的 DNA 相互作用模型进行比较,确定了五种候选突变。此外,通过比较与 Zif268 的 DNA 糖磷酸骨架结合的氨基酸,确定了四个突变候选者。当将这九个候选突变逐一引入功能性 ZF-ND1 时,发现其中三个突变(图 3)可提高基因组 DNA 切割活性。 V109K突变使裂解活性提高了5%,并且我们成功在结构建模的基础上增强了ZF-ND1的功能。
考虑到动力协调控制系统的耐久性能最为重要,需要进行充分的分析和评估,并设定有余量的性能目标值。此外,关于设定燃油效率的目标,除了目前用于评估的一般驾驶模式之外,还希望创建和评估适合车辆实际方面的驾驶模式。