以前的研讨会

题目：拓扑量子同步：鲁棒集体量子动力学的一个案例皇冠体育研究

克里斯托弗·w·Wächtler，加州大学伯克利分校

星期二，2024年1月23日

下午2:30-3:30,105林堂

摘要：经典同步在各种系统中无处不在，人们很自然地要问它在量子世界中是如何被修改的。我们目前对这一新兴领域的理解大多来自对几个范例系统的特别分析。然而，这些揭示了一个突出的障碍：局部耦合网络中的同步通常只有在微调参数和初始条件下才稳定。这限制了它在未来量子器件中的适用性。此外，同步的真正量子效应目前还相当难以捉摸。同步与拓扑概念的结合为这两个方向的发展提供了皇冠体育：增强同步动力学的鲁棒性和探索新的量子效应。我的演讲的前半部分集中在量子范德波尔振荡器上，它在平均场水平上减少到它们的经典类似物，从而允许皇冠体育研究经典和量子状态。我将讨论拓扑同步在经典场景中的出现，并在考虑量子涨落时证明其持久性。在后半部分，我将讨论一个纯量子效应的例子：分数化自旋的同步。在AKLT链的间隙对称相中，同步自旋动力学明显比先前皇冠体育研究的自旋模型更稳健。这些结果不仅为微观自由度的同步，而且为新兴自由度的同步开辟了道路。

题目：利用量子涨落：控制卡西米尔力和力矩的新方法

杰里米·蒙迪，加州大学戴维斯分校

星期二，2024年2月13日

下午2:30-3:30,105林堂

摘要：经典真空是静态的，而量子真空的现实却一点也不无聊。电磁场是不断波动的，可以产生可测量的后果。一个引人注目的效应是卡西米尔力，两个电荷中性板之间的量子涨落导致它们之间产生吸引的相互作用。在本次研讨会中，我们将追溯这一现象的历史演变，重点介绍卡西米尔力和卡西米尔扭矩等相关现象的测量进展，并重点介绍我们利用各向异性材料、epsiln -近零材料和磁性材料来操纵和修饰卡西米尔力和扭矩的最新皇冠体育研究。我们将讨论纳米物理、工程、化学和生物学的广泛应用，同时指出有希望的未来方向。

题目：在量子计算机上进行量子模拟的纠缠原子

Susan Atlas，新墨西哥大学

星期二，2024年2月27日

下午2:30-3:30,105林堂

摘要：随着NISQ（噪声中等规模量子）时代向容错量子计算的新时代演变，开发在实际应用中实现实际量子优势的方法越来越受到关注。在费曼最初设想的精神-通过量子计算机模拟自然界的量子化-我们正在探索新的方法，通过利用原子在分子中的化学概念，在规模上将分子和材料物理学的两个关键问题映射到量子结构上：(1)在密度泛函理论中描述电子相关性的改进泛函；(2)用于描述大分子和复杂材料原子模拟中键形成和断裂的系综电荷转移力场。除了提高模拟精度外，原子-分子框架开辟了利用电子密度形式约束影响的自然容错性的前景，并将键的形成和断裂重新解释为电子相变。

题目：可逆、神经形态、储层和安全计算的自旋电子现象

约瑟夫·弗里德曼，德克萨斯大学达拉斯分校。

星期二，2024年3月12日

下午2:30-3:30,105林堂

摘要：自旋电子材料和器件中丰富的物理特性为各种计算应用提供了皇冠体育。本演讲将描述利用自旋电子现象进行可逆计算、神经形态计算、储层计算和硬件安全的六种不同的建议。演讲将从可逆计算的解决方案开始，其中磁性天空粒子在可扩展系统中传播和相互作用，具有低于兰道尔极限的能量耗散潜力，然后是利用低维材料的磁电阻在太赫兹时钟频率下操作布尔逻辑的范例。接下来，我们将介绍三种用自旋电子现象模拟神经生物学行为的神经形态系统：一种纯自旋电子系统，它可以用磁畴壁神经元和突触进行无监督学习；一种基于受挫纳米磁体动力学的储层计算系统；以及一种无监督学习方法，它标志着第一个直接用MTJ突触实现的神经形态网络的实验演示。本演讲将以基于纳米磁体逻辑的逻辑锁定范例结束，这是第一个安全的逻辑锁定系统，可以抵御物理和算法攻击。

题目：浅电路中的鲁棒经典阴影层析成像

尤亦庄，加州大学圣地亚哥分校

星期五，2024年3月15日

下午2:30-3:30,105林堂

摘要：有效地从量子系统中提取信息是量子信息处理任务的重要组成部分。随机测量，或经典阴影，可以使用很少的测量来预测任意量子态的许多特性。虽然随机单量子位测量在实验上是友好的，并且适合于学习低权重泡利可观测值，但它们在非局部可观测值上表现不佳。在测量之前预先添加一个浅随机量子电路保持了这种实验友好性，但对于低权重保利之外的可观测物，包括高权重保利和保真度等全局低秩属性，也具有有利的样本复杂性。然而，在现实情况下，每增加一层浅层电路所累积的量子噪声会使结果产生偏差。为了解决这些挑战，我们提出了鲁棒的浅阴影协议。我们的协议使用贝叶斯推理来学习实验相关的噪声模型，并在后处理中减轻它。这种缓解引入了偏差-方差权衡：校正噪声引起的偏差是以更大的估计器方差为代价的。尽管这种差异增加了，正如我们在超导量子处理器上所展示的那样，我们的协议正确地恢复了状态属性，如期望值、保真度和纠缠熵，同时与随机单量子比特测量方案相比，保持了较低的样本复杂性。我们还从理论上分析了噪声对样本复杂度的影响，并展示了浅阴影深度的最佳选择如何随噪声强度的变化而变化。这种结合理论和实验的分析将鲁棒的浅阴影协议定位为一种可扩展的、鲁棒的、样本效率高的协议，用于表征当前量子计算平台上的量子态。

题目：可调谐量子耗散：机遇与挑战

Archana Kamal，马萨诸塞大学。,洛厄尔

星期五，2024年3月29日

下午2:30-3:30,105林堂

摘要：耗散工程是自动纠错和实现稳定量子相干的有力范例。基本思想是调整系统所看到的耗散，使系统松弛并维持在期望的目标状态。随着量子信息平台能力的不断增强，这一想法现在可以与参数相互作用结合实现，从而实现快速可调性和原位可重构性，从而实现空间远程和非谐振量子位之间的强耗散耦合。由此产生的具有可调量子耗散的平台为量子态的制备和控制提供了新的功能，同时为探索开放系统的基础物理提供了新的皇冠体育。作为一个例子，我将首先讨论使用参数可调耗散生成鲁棒和可扩展纠缠的自由交换协议。接下来，在耗散工程的最优机制的激励下，我将讨论我们最近在扩展这些平台的分析和数值框架方面所做的努力，以及在强耗散存在下Lindblad重整化和Zeno物理的一些最新惊喜。

题目：非统一动力学的量子模拟

小米，b谷歌AI

星期五，2024年4月5日

下午2:30-3:30,105林堂

摘要：利用实验量子处理器进行多体量子模拟是实现实用量子优势的极具前景的途径。传统上，这样的任务是通过单一的动力学来完成的，这受到门保真度和经常的Trotter误差的限制。在这里，我们探讨了应用于量子位系统的统一演化和由辅助量子位实现的工程耗散环境之间的相互作用所产生的非统一动力学，这些辅助量子位经常被重置到其基态。我们发现，通过适当选择系统量子比特和辅助物之间的相互作用，量子系统可以被引导到一个类似于一维和二维横向Ising模型的低温态的纠缠稳态。此外，通过将系统与稳定到不同状态的辅助系统耦合，我们在Heisenberg XXZ模型中发现了一种新的亚扩散形式的量子输运。这些结果证明了利用工程耗散制备复杂量子物质的可行性，极大地丰富了近期超导处理器的能力。如果时间允许，我还将简要讨论另一种实现实际量子优势的补充方法，即使用可调谐耦合发射机实现高保真模拟进化。

题目：在冷原子和超冷原子气体中通过光-物质相互作用的量子态控制：量子记忆和完整量子操作

林赛·勒布朗，阿尔伯塔大学

星期五，2024年4月19日

下午2:30-3:30,105林堂

摘要：从多体物理到量子计算机，中性原子气体为皇冠体育研究和控制量子现象提供了极好的皇冠体育。在我们的皇冠体育研究中，我们利用众所周知的冷气体和电磁辐射之间的相互作用来利用各种量子自由度。用于存储和操纵光子信号的量子存储器将成为量子通信系统的关键部件，特别是在实现关键的量子中继器基础设施方面。在我们的工作中，我们展示了超冷（有时是玻色凝聚）原子的两种存储协议，它们具有高性能光存储的潜力：Autler-Townes分裂（ATS）和超辐射方法。这些方法为地面和卫星量子通信系统的实际实现提供了一条途径，我们正在努力提高性能和开发实际实现。在另一个方向上，我们的实验室也使用超冷集成来皇冠体育研究量子计算的非常规量子门。在完整操作的皇冠体育研究中，我们通过Floquet驱动将简并引入到系统中，目标是实现非阿贝尔几何相位。我们的实验表明，我们确实在这个退化流形中旋转量子态，尽管我们发现对波动的几何鲁棒性的天真期望对实际实验问题的弹性不如预期。

题目：光与物质相互作用的新维度：量子材料、量子光和量子控制

西北大学的纳撒尼尔·斯特恩

2024年4月30日

下午2:30-3:30,105林堂

摘要：光的量子概念是由离散能量粒子或光子组成的，是光与物质相互作用的基础。对于固体材料，这种理解已经导致了传感器和显示技术等传统技术以及激光等非凡技术的转型应用。尽管光无处不在，但材料的进步不断揭示出光与物质相互作用的细微差别。原子尺度厚度的层状材料的出现呈现了一个新的二维（2D）景观，在其中可以发挥光子和物质之间的相互作用，揭示了基于形态，表面化学和电磁环境的多种控制皇冠体育。我将描述如何利用层状材料的独特特征来产生和探索光学现象。二维材料的特性产生了自旋极化的半光、半物质叠加，可以在皮秒时间尺度上操纵，就像两级自旋一样。当与光子电路集成时，这些材料的偏振敏感性可以成为与光的手性相互作用的一个组成部分。从光-物质叠加到可隔离的量子发射器，我将讨论最近的见解，如何利用二维材料的表面，通过化学功能化来操纵和改善缺陷的量子光发射。通过将低维材料与偏振光相结合，可以实现自旋、量子发射和量子控制的融合，扩展了工程量子光学应用的工具箱。

题目：用原子物质波探索波导量子电动力学

多米尼克·施耐博，石溪大学

2023年9月29日星期五下午2:30-3:30,105林堂

摘要：理解和利用光-物质相互作用是量子信息科学应用发展的核心。一个例子是波导量子电动力学的新兴领域，它皇冠体育研究量子发射器和低维光子浴之间的辐射耦合。利用光学晶格中的超冷原子，我们最近开发了一个人工量子发射器的模拟平台，该平台通过自发发射原子物质波而不是光学辐射来衰变。在这里，原子向自由空间的发射类似于光子带隙附近的光子发射。我们的平台提供了对量子发射体真空耦合及其激发能的独立和完全控制，而自发衰减到感兴趣的模式以外的模式则被固有地抑制。在我的演讲中，我将介绍它的基本特征，并讨论在新体制下和在量子光学和凝聚态物理之间的边界上模拟原子-光相互作用的一些最新工作。

题目：强相互作用Hubbard模型和硬核玻色子的奇异金属输运

Assa Auerbach，以色列理工学院

2023年10月24日，星期二

下午2:30-3:30,105林堂

摘要利用高温电阻率的热力学公式，计算了硬核玻色子的直流霍尔系数和电阻率，并利用方形晶格上的t-J模型，得到了强相互作用对金属中非费米液体输运的影响。

题目：共振光子晶格：原理、设计、制造与应用

罗伯特·马格努森，UT阿灵顿

2023年10月13日，周五，下午2:30-3:30,105林堂

摘要：本文讨论了谐振漏模晶格的原理、性质、设计、制造和应用。我们回顾了与衍射光学元件有关的基本事实，因为它们构成了周期性超材料的原始基础。我们证明了在一维和二维晶格中可以实现完美反射，并且它的发生不受粒子形状的影响。我们回顾了漏模带结构，并强调其起源在于周期性组装而不是粒子共振。讨论了晶格几何与漏共振带边和非漏束缚态带边的关系。非近似的Rytov有效介质形式可以有效地模拟承载开放辐射通道和封闭对称阻塞通道的泄漏带边缘。因此，所有主要的谐振晶格性质都体现在rytov等效均匀波导中，压倒性地证明了所有谐振晶格系统的波导特性。可实现的一维和二维光子晶格具有紧凑性、最小界面数、高效率和在恶劣条件下具有鲁棒性的潜在单片制造等吸引人的特点。应用包括各种光学元件和生物和化学传感器。通过波长与周期的简单缩放和适当的材料选择，控制共振效应在从可见波长到微波域的整个光谱中保持不变。

题目：长链捕获离子的量子计算和模拟

杜克大学的Marko Cetina说

2023年10月20日，周五，下午2:30-3:30,105林堂

摘要：为了将当今的量子硬件应用于具有挑战性的问题，我们需要有效地利用原生相互作用，同时最小化噪声的影响。

在基于长链捕获离子的量子计算机和模拟器中，主要误差来自波动的阱感应电场。我将提出四种方法来对抗这种噪音：纠错，直接激光冷却，新的表达门的工程，以及使用并行单个寻址的量子模拟。

最后，我将把这些技术应用到远程1D XY模型的近基态制备中，该模型打破了底层哈密顿量的U(1)对称性，导致远程非对角有序。

题目：具有小原子间距的合成物质

梁启宇，普渡大学

2023年10月24日，星期二

下午2:30-3:30,105林堂

摘要：原子对原子组装的合成物质在超冷原子实验中显示出无与伦比的控制水平，揭示了量子模拟、计算、传感、计量和化学等领域的许多新的可能性。然而，在原子之间实现与自顶向下方法相同的接近度仍然具有挑战性。我们的目标是亚微米级的原子间间隔，采用蓝色失谐，短波长的镊子陷阱，通过数字微镜装置投射。这将使我们能够开始两个独立的皇冠体育研究途径：(1)位于距离比偶极子跃迁波长短的原子阵列单层作为正常入射共振光的理想镜子。量子非线性光学可以通过引入里德堡-里德堡相互作用来实现。这种方法非常类似于利用无序系综的实验，尽管在涌现光子相互作用中没有有害的耗散成分。我们的工作将加深我们对光原子相互作用的理解，测试高保真全光器件的基本成分，并为皇冠体育研究光学多体现象开辟可能性。(2)在小间距下，附近许多里德伯态的混合会导致一个巨大的“意大利面”能级。对这一制度缺乏微观的理解。获得洞察力将促进Rydberg技术在各种环境中的应用，包括前面提到的原子镜像。特别是，我们设想在我们不断扩大的短距离相互作用知识和集体增强成像的改进之间产生互惠的协同作用。我们计划在单里德伯原子分辨率下应用集体增强成像能力来皇冠体育研究驱动耗散多体系统中的自旋动力学。

题目：成像和纠缠测量中的量子干涉测量

Mayukh Lahiri，俄克拉荷马州立大学

2023年10月27日星期五下午2:30-3:30,105林堂

摘要：我将讨论两种基于干涉测量的成像技术，它们依赖于两种类型的光干涉。其中一种技术——基于“路径同一性干涉”——在不检测与物体相互作用的光子的情况下获取图像。因此，这种技术可以在没有探测器可用的波长上获得物体信息。另一种技术——基于来自独立光源的光的干涉——通过强-强相关实现相位成像。它允许图像采集时，随机相位波动洗掉强度干涉模式，即，当标准干涉相位成像方案失败。我还将简要地提到量子干涉测量目前是如何应用于测量混合光子态的纠缠而不检测所有纠缠光子的。

题目：寻找分子离子的对称违逆

Matthew Grau， Old Dominion大学

2023年11月3日星期五下午2:30-3:30,105林堂

摘要：分子已经成为进行基本对称性精确测试的强大工具，例如寻找电子电偶极矩（eEDM）。然而，分子通常难以捕获和冷却，这使得在没有复杂的激光冷却装置的情况下进行长时间的窄线宽测量具有挑战性，该装置能够重新泵送多个旋转振动水平。我们的方法利用分子离子，它具有明显的优势。它们可以很容易地储存在离子阱中长时间，并通过激光冷却原子离子进行同步冷却。值得注意的是，原子镥离子适合直接激光冷却，使它们成为理想的候选者，作为同情冷却剂和形成预冷分子离子。此外，卢-176拥有任何长寿命同位素中最大的核电四极矩之一，使其对违反cp的核磁四极矩（nMQM）异常敏感。我将描述我们如何利用含镥分子离子中的这些特性，比如LuOH⁺，通过同时皇冠体育研究nMQM和eEDM来探索新的物理。

题目：极高磁场下的相干和磁光克尔光谱

Denis Karaiskaj，南佛罗里达大学

2023年11月7日星期二下午2:30-3:30,105林堂

摘要：对单层MoSe2和WSe2中亮激子和暗激子的磁场和极化相关测量，结合时间相关密度泛函理论计算，揭示了有趣的现象。平行于WSe2平面的高达25 T的磁场导致能量较低的激子部分变亮，导致消相时间增加。利用宽带飞秒脉冲激发，可以同时激发明亮和部分允许的激子态，从而在这些态之间产生相干量子跳动。垂直于WSe2平面的磁场会使亮激子和暗激子相互发生能量位移，从而导致K和K′谷态的杂化。我们的实验结果很好地捕获了时间依赖密度泛函理论计算。这些观察结果表明，磁场可以用来控制原子薄半导体中光激发的相干消相和耦合。

在垂直于MoSe2平面的磁场存在下，负延时和正延时的相干性主要由谷间双激子控制。我们证明磁场可以作为一种控制来增强双激子的形成，并帮助寻找更奇特的物质状态，包括多个激子复合物和激子凝聚物的产生。

最后，利用静态和磁光克尔效应测量皇冠体育研究了kagome晶格helimagnets和拓扑磁性材料。这些测量是在极高的磁场下进行的，并且作为温度的函数，使我们能够皇冠体育研究它们的完整相图。

• N. P. Pradhan et al., Nanoscale 15, 2667 （2023）
• 刘等，物理学报，26 (5):551 - 551 （2022）
• V. Mapara等人，纳米快报22,1680 （2022）
• J. Paul等人，Rev. Sci。90,063901 （2019）
• P. Das et al.，纳米材料，12,22904（2020）。
• C. E. Stevens等人，Nature Communications 9,3720 （2018）
• C. E. Stevens et al., Optica 5,749 （2018）
• J. Paul等人，《物理学》。Rev. B 95, 245314 （2017）
• C. E. Stevens等，Solid State common . 266, 30 （2017）
• P. Dey等人，《物理学》。Rev. Lett. 116, 127402 （2016）

题目：Grover算法的绝热oracle

Nikolai Sinitsyn，洛斯阿拉莫斯国家实验室

2023年11月14日星期二下午2:30-3:30,105林堂

摘要：传统的量子算法使用了一些资源，这些资源被认为是几乎没有成本的，但在实践中很难提供。另一种选择是使用“启发式”方法，比如类似dwave的量子退火，但没有数学证据表明，如果在某个阶段没有类似的“神谕”式假设，它们就能工作。

在这次演讲中，我将论证一种实用的、非经典的快速量子计算是可能的。也就是说，我将描述一种新的“混合”硬件方法，该方法通过多项式时间的量子退火来实现对众多计算问题的Grover预言，并以所需的量子加速实现对解的搜索[2-3]。所提出的方案应该在这些计算问题上实现量子霸权，只使用~60个量子比特，不需要访问通用量子门集，也不需要“全对全”量子比特连接。由于时间相关控制的结果受到拓扑保护，因此不需要纠错。

引用:

[1]闫斌和NA Sinitsyn。任意伊辛自旋哈密顿量的非绝热量子退火的解析解。Nature Communications第13卷，文章编号：2212（2022）。

[2]闫斌和NA Sinitsyn。格罗弗算法的绝热预言。arXiv / 2207.05665。

N. A.辛尼琴和闫斌。分区问题的拓扑保护格罗弗预言”，物理学。Rev. A 108,022412

题目：从偶极到里德伯光子学

Hadiseh alaean，普渡大学

2023年11月17日星期五下午2:30-3:30,105林堂

摘要：已知强光诱导原子间相互作用会在少数光子水平上引起非线性，这对量子信息处理的应用至关重要。当密度高于每立方波长1个原子时，这种相互作用会导致密度位移和宽度变宽，当被限制在小于一个波长大小时，这种偶极相互作用会导致集体封锁现象，这主要是在强相互作用的里德伯态的背景下皇冠体育研究的。

本文皇冠体育研究了通过脉冲光诱导原子解吸（LIAD）技术产生的薄原子云中的低洼激发态的这些现象。在最初的几纳秒内，铷低洼线的瞬态光诱导的偶极相互作用导致位移和宽度远远超出了众所周知的洛伦兹-洛伦兹极限。在第二个实验中，我们将热原子蒸汽中的高密度与槽波导的有效耦合结合起来。与自由空间相互作用相比，排列在槽内的原子表现出排斥性相互作用，由于珀塞尔效应，排斥性相互作用进一步增强了8倍。以一维几何结构排列的原子跃迁频率的相应蓝移在饱和以上消失，在少光子水平上提供可控的非线性。

在我的演讲结束时，我将介绍我们在薄膜氧化亚铜中的新平台，它使我们能够在固态系统中实现强相互作用的里德伯激子，该系统本质上适合于可扩展性和集成。这些皇冠体育研究的结果为量子非线性手性光学和全光量子信息处理在可积和可扩展平台上的鲁棒可扩展平台铺平了道路，并且可能在高温下进行。

题目：自旋电子学的当前（较少）趋势：用于节能计算的磁学和磁学

朱利叶斯·德·罗哈斯，俄克拉荷马州立大学

2023年12月1日星期五下午2:30-3:30,105林堂

摘要：快速接近基本障碍，包括功率限制和制造限制，使得传统计算硬件在尺寸不断缩小的情况下难以保持能源效率，从而导致了几种低能耗数据存储和处理方法。在这次演讲中，我将概述磁离子学和磁学作为数据存储和处理的潜在候选人。然后，我将介绍我们在氧基和氮基系统中的磁离子学皇冠体育研究，作为切换磁化状态的低能量手段。我将重点讨论“结构离子”方法，其中可移动的离子已经存在于目标材料中，并讨论其潜在的优势和挑战。然后，我将总结我们对用于磁应用的“伪3d”三层方形人工自旋冰结构的静态和动态行为的皇冠体育研究，其中在坡莫合金（Ni81Fe19）层之间插入不同厚度的非磁性铜层。我们表明，铜的厚度可以很好地控制层之间的层间耦合，从而实现定制的磁化状态和共振光谱调谐，这是一种潜在的可编程自由度，用于磁和微波器件。

题目：旋量超流体中的奇异涡流

大卫·霍尔，阿姆赫斯特大学

星期二，2023年1月24日

下午2:30-3:30,105林堂

摘要：漩涡在科学、数学和技术中发挥着重要作用。超流体中涡旋的许多方面，如循环的量子化，已经得到了广泛的皇冠体育研究。然而，随着自旋自由度的增加，就会遇到一些不太熟悉的现象：自旋旋涡可以没有核心，循环不是量子化的，或者它们可以是奇异的，循环单位是分数的，这取决于它们所处的超流体的底层磁相。奇异旋涡也可以有不寻常的涡核，由磁相的超流体组成，与涡旋本身不同。在这次演讲中，我将描述我们最近在稀气玻色-爱因斯坦凝聚体中进行的旋量漩涡实验，以及在磁相中实现“非交换”漩涡的实验进展，这些漩涡只有离散的对称性。这些奇怪的漩涡会以“横涡”的形式留下它们碰撞的痕迹，这可能会对干涉测量和量子信息产生影响。

题目：金属介电光子晶体有机发光二极管。

马修·怀特，佛蒙特大学

星期二，2023年1月31日

下午2:30-3:30,105林堂

摘要：微腔OLED是由传统OLED叠加两个金属反射电极组成的，具有以特定峰值共振波长为中心的窄带发射特性。这些空腔模式类似于在任何谐振器系统中发现的能量状态，包括乐器弦和一维量子方阱。我们演示了如何将微腔OLED用作平面一维光子晶体中的单元电池，并探索了器件的尺寸和材料特性如何影响光谱电致发光色散。N个微腔的叠加使共振模式分裂为N个离散态；以单微腔态为中心的光子带。器件是通过真空荫罩转移热蒸发制造的，以实现平行连接的单元电池。通过改变半透明金属反射电极的厚度来控制状态的光子密度。佩尔斯带隙仅通过改变交替的镜面厚度来调节。器件参数，包括N、半透明金属电极的厚度和偶极子发射位置，与每个光子态的峰值波长、FWHM和q因子等发射特性相关。采用光学相似的银合金作为阳极和阴极，优化了能带结构。实验结果由预测计算建模工具指导，这对复杂结构的器件至关重要。

题目：运动光学晶格中玻色-爱因斯坦凝聚体的动力学

关庆泽，华盛顿州立大学

星期五，2023年2月10日

下午2:30-3:30,105林堂

摘要：超冷量子气体具有相干时间长、可调性高的特点，是构建量子模拟器的有力平台。通过操纵激光与原子的相互作用，可以在冷原子中模拟各种量子系统，如固体中电子的布洛赫振荡、超导体中的约瑟夫森结振荡、具有合成规范场的物质和拓扑材料。本演讲将重点讨论运动光学晶格中玻色-爱因斯坦凝聚体的动力学，特别强调相互作用在系统中的作用。它将涵盖拉姆齐干涉仪、自俘获、朗道-齐纳隧道、自旋动力学和散射现象。理论与实验的良好一致性验证了该系统作为理论的测试平台和其他量子模拟的强大平台。

题目：色散测量的玻色-爱因斯坦凝聚体中的量子反作用极限

Emine Altuntas， JQI，马里兰大学

2月17日，星期五，

下午2:30-3:30,105林堂

摘要：大多数量子技术同时需要量子有限测量和反馈控制来建立和维持量子相干和纠缠，应用范围从量子态制备到量子误差校正。这些能力的大规模应用取决于理解多体量子系统的系统-库动力学，其希尔伯特空间随系统大小呈指数增长。超冷原子是理解多体系统的系统-储层动力学的理想平台。在这次演讲中，我将介绍原子玻色-爱因斯坦凝聚体的测量反作用的特征，与远共振弱相互作用，即色散相互作用，激光束。我们使用量子轨迹方法从理论上描述了这一过程，其中环境测量散射光，我将介绍基于理想光探测机制的测量模型。接下来，我将讨论我们的实验量化结果波函数变化与两个观测：拉姆齐干涉仪[1]和沉积能量[2]的对比。这些结果是实现量子气体的真正量子反作用有限测量的必要先驱，并打开了超冷原子的量子反馈控制的大门。

[10]李建军，李建军，李建军，等。[j] .中国科学院学报（自然科学版），2014,31(2):444 - 444。

[10]李建军，李建军，李建军，等。[j] .中国科学院学报（自然科学版），2014,31(2):444 - 444。

题目：中性原子的量子计算。

Ivan Deutsch，新墨西哥大学

星期五，2023年2月24日

下午2:30-3:30,105林堂

摘要：可扩展量子计算机的最早建议之一是将量子比特编码在单个光捕获的超冷中性原子中。就像它们更著名的表亲原子离子一样，编码在中性原子能级中的量子比特都是相同的，可以有很长的相干时间，并且可以用各种磁光场来控制，这些工具建立在几十年来原子钟和精密计量学的发展基础上。与离子不同的是，量子计算体系结构进展得更慢，因为中性原子更难被捕获，而且它们在基态下的相互作用很弱。诱捕和激光技术的新发展现在已经打开了具有数百到数千个量子比特的高保真操作的大门——中性原子又回到了游戏中！在这次研讨会上，我将讨论如何通过对基态和高激发态的原子叠加的相干控制来实现高保真量子逻辑。我还将描述如何使用最优控制来实现中性原子量子信息处理的各种协议，包括使用核自旋编码的“qudecimals”（d=10维系统）执行量子逻辑。

题目：分子系统中的相干光激发动力学

Sergei Tretiak，洛斯阿拉莫斯国家实验室

星期五，2023年3月3日

下午2:30-3:30,105林堂

摘要/ Abstract摘要：本文将概述由多家机构开发并公开发布的非绝热激发态分子动力学（NEXMD）框架的一些应用。NEXMD代码能够在大分子系统和相互作用和交叉激发态的密集流形中模拟几十皮秒的光诱导动力学。作为一种应用，我将举例说明由分子间圆锥交叉（coin）引导的超快相干激子动力学。模拟和时间分辨二维电子能谱都跟踪了40秒内通过硬币的振动波包的相干运动，这一过程控制了分子聚集体中的超快能量传递动力学。我们的皇冠体育研究结果表明，分子间硬币可以有效地引导功能纳米结构中的能量途径。在第二个例子中，我们使用动态模拟来计算能够监测相干演化的x射线拉曼信号。所观察到的相干具有振动性质，在室温下可在多次锥形相交中存活数百飞秒。这些光谱信号可以在XFEL设备上测量，为功能有机材料的详细相干性测量铺平了道路。观察到的电子波函数的空间范围/性质与由此产生的电子功能之间的关系使我们能够理解并潜在地操纵激发态动力学和光电子应用的能量转移途径。

相关的参考文献

1. A. De Sio， E. Sommer， X. T. Nguyen， L. Gross， D. popoviki， B. Nebgen， S. Fernandez-Alberti， S. Pittalis， C. A. Rozzi， E. Molinari， E. Mena-Osteritz， P. Bäuerle， T. Frauenheim， S. Tretiak， C. Lienau，分子聚集体中的分子间圆锥形交叉 自然纳米技术，16,63 - 68（2021）。
2. D. Keefer， V. M. Freixas， H. Song， S. Tretiak， S. Fernandez-Alberti和S. Mukamel，用超快x射线光谱学监测双色团分子中的分子振动相干性 化学。科学。 12， 5286 - 5294（2021）。
3. V. M. Freixas， D. Keefer， S. Tretiak， S. Fernandez-Alberti， S. Mukamel，“用x射线刺激拉曼信号探测三聚树突状分子的超快相干光激发动力学，”化学。Sci, 13， 6373 - 6384（2022）。

题目：原子钟和量子传感器推进微重力和空间环境科学

南宇，NASA喷气推进实验室

星期二，2023年3月7日
下午2:30-3:30，林堂

摘要：随着激光对原子粒子的冷却、捕获和操纵技术的出现，先进的原子钟、原子干涉仪传感器和原子量子系统已经在皇冠体育研究实验室中得到了展示。这些新技术和由此产生的能力将对空间科学和探索产生重大而多样的影响，包括地球和行星科学的重力测量、引力波探测、天体物理学中暗能量和物质的直接探测以及基础物理学的测试。本次讲座将概述时钟和量子传感器技术及其在空间中的应用，重点讨论在爱因斯坦电梯上直接探测暗能量标量场的实验。

题目：通过计算分析提高电池和燃料电池材料的效率和安全性

米歇尔·约翰内斯，NRL

星期二，2023年3月21日
下午2:30-3:30，林堂

摘要：虽然电池和燃料电池是一个完整而复杂的电化学系统，但它们的性能指标却可以追溯到组成阳极、阴极和电极的单个材料组件。在成本、效率和安全性方面优化这些材料是商业和政府部门关注的问题。

在这次演讲中，我将讨论昂贵的实验室搜索如何经常被“廉价”的计算模拟所取代，以及潜在的材料物理学，包括微妙的量子力学效应，如何决定电池/燃料电池的性能。我将简要介绍密度泛函理论（DFT），这是一种对电子如何在相关材料中组织、重组和移动的完全量子力学描述，然后描述该方法在设计和改进普通电池材料方面的一些成功（和失败）。我将强调“输运”的性质——离子和电子的输运，这通常是决定材料是否对电化学系统有用的因素。

题目：用于量子信息处理和精密光谱学的单分子离子量子态控制

周金文，NIST-Boulder

星期二，2023年3月28日
下午2:30-3:30，林堂

摘要：在过去的几十年里，原子被捕获并被激光冷却到接近零的温度，使光谱学中的运动效应最小化。原子的内部状态可以在纯量子态中被相干地操纵和制备，包括在量子信息处理、传感和计量中有影响的纠缠态。本次演讲将描述NIST离子存储小组在状态控制和光谱精度方面将分子离子与原子置于同等地位的努力。该项目建立在激光冷却和捕获技术、频率梳技术和量子逻辑光谱协议的基础上，这些协议目前通常用于冷原子皇冠体育研究和捕获离子光学时钟。这使得在单个分子离子上演示相干量子态操纵、无损状态检测、优于万亿分之一分辨率的光谱和量子纠缠成为可能。该小组正在探索分子中更丰富的结构和更广泛的物种选择所提供的物理和化学的新皇冠体育。

题目：控制室温下卤化铅激发混合半导体的自旋和光

马修·比尔德，NREL

2023年4月7日，星期五

下午2:30-3:30,105林堂

摘要：本文将讨论我们在金属卤化物有机/无机杂化体系中控制载流子动力学、光/物质相互作用和自旋居群的皇冠体育研究。

低维钙钛矿是特别感兴趣的，因为金属卤化物连接的八面体的较低对称性和大的自旋轨道耦合可能会提高自旋简并度。为了充分发挥其应用潜力，需要了解这些系统中的自旋弛豫。在这里，我们报告了一个有趣的自旋选择性激发的激子在一系列二维碘化铅钙钛矿（n = 1）单晶中使用时间和偏振分辨瞬态反射光谱。在低激发密度和室温下，小结合能2D EOA2PbI4（EOA=乙醇胺）体系的激子自旋弛豫时间可达~26 ps。

我们最近皇冠体育研究并开发了一类基于层状金属卤化物钙钛矿二维Ruddlesden-Popper型结构的新型手性杂化半导体。这些体系表现出手性诱导自旋选择性（CISS），即只有一个自旋感可以通过手性钙钛矿层传输，而另一个自旋感被手性钙钛矿层的单手性所阻挡。我们发现手性钙钛矿层能够实现> 80%的自旋电流极化。我们还皇冠体育研究了从手性钙钛矿层到非手性钙钛矿层的自旋注入，发现了较高的自旋注入效率。我们开发了一种新型的基于自旋的led，使用非手性钙钛矿nc作为发光层，在高度自旋极化的界面上促进发光。LED的自旋极化受到MHP nc内自旋去极化的限制。

最后，如果时间允许，我将讨论我们为开发新型有机无机磁性系统所做的努力。低维卤化铜钙钛矿反铁磁体表现出有趣的可调磁行为。有机阳离子为控制弱层内原子力显微镜相互作用以及无机层中的对称性破缺提供了有趣的皇冠体育。

题目：原子量子系统的集成光学控制

Amit Agrawal, NIST

2023年4月7日，星期五

下午2:30-3:30,105林堂

摘要：在过去的十年中，由纳米级厚度的深亚波长介电或金属纳米结构阵列（称为超表面）组成的平面光学元件已经彻底改变了光学领域。由于它们能够将任意相位，偏振或幅度调制赋予光波前，并同时对入射光进行多次光学变换，因此它们有望在要求紧凑，集成和/或多路复用的应用中取代传统的大块光学器件。最近的演示包括成像、偏振测量、量子光产生和激光雷达，展示了超表面已经产生重大影响的一系列技术。在这次演讲中，我们展示了波前整形超表面的多功能性，作为一种紧凑、高效和多功能的接口，可以捕获中性原子或定位被捕获的离子，用于量子信息科学和原子钟的应用。在另一个集成步骤中，将超表面与光子集成电路相结合，取代大量光学元件，有望在批量制造的光学微系统中增加复杂性和功能，最终完全取代实验室光学表，使冷原子钟和量子计算机成为可能。

题目：钙钛矿纳米晶体量子点中的激子精细结构

Peter Sercel，加州理工学院

星期五，2023年4月28日

下午2:30-3:30,105林堂

胶体卤化铅钙钛矿纳米晶体量子点具有快速、高效的辐射衰减特性，有望成为发光二极管和显示器等器件的经典光源。它们目前正在考虑在量子信息处理中的潜在应用，因为例如，它们可以发射单光子或相关光子对，并且已被证明具有很长的光学相干时间。这种应用在一定程度上取决于我们对激子精细结构的理解和控制。

在这次演讲中，我们将讨论钙钛矿纳米晶体中的激子精细结构及其决定因素：电子-空穴交换相互作用，将激子分裂成暗（光学非活性）单重态和亮（光学活性）三重态，晶格对称在分裂亮三重态中的作用，以及Rashba效应的可能作用。然后，我们将重点关注纳米晶体形状与“远程”交换相互作用在控制精细结构中的特殊作用。

钙钛矿纳米晶体结构的一个独特方面是纳米晶体边界面的正交晶格矢量之间大约有45度的错位。这种错位打破了正交对称，在明亮的激子态之间产生耦合。结果是在明亮三重态中存在一个以前未被认识到的避免穿越的“精细结构间隙”，可以通过集合级瞬态吸收测量[1]中的量子跳动观察到。我们进一步预测手性效应的存在，这是“外在手性”的一种表现。

[10]韩艳，梁伟，李艳，林晓霞，孙峰，张峰，Sercel，吴坤，CsPbI3钙钛矿量子点晶格变形诱导激子分裂和相干量子加热，自然材料，21,1282-1289,（2022）

题目：磁性原子的超稀玻色-爱因斯坦凝聚体的液态和固态行为

P. Blair Blakie，新西兰达尼丁奥塔哥大学物理系

2023年5月15日，星期一
下午2:30-3:30,105林堂

摘要：在过去的十年中，高磁性镧系原子的超冷气体已经成为皇冠体育研究具有远程相互作用的超流体气体的一个有趣的平台。

在这些系统中，一个令人惊讶的发现是，由量子涨落引起的超平均场效应在气体的行为中可能变得重要。这导致了类似液体的行为，比如量子液滴的产生，以及最近，物质的结晶过渡到超固体状态。这些奇怪的现象发生在密度比普通水低十亿分之一的超稀气体中！

我将概述这个系统的一些基本理论，并讨论在皇冠体育研究高磁性原子的玻色-爱因斯坦凝聚体的实验中取得的一些奇妙进展。

题目：作为人工磁电候选材料的高熵氧化物

罗伯特·克鲁克，卡尔斯鲁厄理工学院

2023年5月23日，星期二
下午2:30-3:30，林堂

摘要：对人工异质结构磁电体的探索正在推动对新型磁性材料的探索，这些材料对电压刺激具有增强的敏感性。原则上，用于这一目的的系统可以选择被称为高熵氧化物（HEOs）的新型材料。heo是由五种或更多元素以等原子或近等原子比例组成的单相固溶体，并结合到阳离子亚晶格中。氢氧原子的独特之处在于它们非凡的化学复杂性，被封装在一个单一的晶体结构中，通常会产生独特的功能。从局部结构的角度来看，heo表现出大量不同的金属-氧-金属配对。因此，HEOs中的磁相关性受到配位几何、价态、自旋态和杂化金属阳离子类型的影响，自然受到各种相邻离子构型的影响。这些条件在heo中产生了复杂的磁电子自由能景观，可能导致非常规自旋电子状态的稳定。这种内在不平衡的磁性有可能受到外部刺激（如电压）的影响，为人工磁电的发展提供了皇冠体育。这些系统的例子，包括钙钛矿和尖晶石，将在其磁电子特性的背景下进行讨论，这是极端局部化学无序的结果。

题目：分子束外延新材料的发现

Hanjong Paik, OU  

星期二，2022年8月23日
下午2:30-3:30 （105 Lin Hall/Zoom Link将公布）。

摘要：利用分子束外延（MBE）技术合成复合氧化物薄膜为从沉闷的基态中释放材料的新特性和隐藏特性提供了巨大的潜力。特别是，当它利用基板的晶格相干性，即应变时，薄膜的性质与它们的体形式相比可以显着改变。偶尔，这种方法会导致亚稳相和伪晶多态性，因此，由于界面上的外延-应变-对称稳定的力量，引入了意想不到的涌现特性。因此，发现新量子材料的薄膜方法将成为表面和界面新量子现象基础皇冠体育研究的最终平台。

在这次演讲中，我想介绍臭氧辅助氧化物MBE如何有助于发现新的材料特性，特别是与强相关电子系统相关的新材料特性。我将讨论(1)用于透明电力电子器件的钙钛矿锡酸盐界面的室温高电子迁移率及其2DEG行为(2)简单金属二氧化钌如何通过成为超导体。(3)利用原位光谱技术实现外延拓扑晶体绝缘体Sr3SnO抗钙钛矿体系。除了描述上述材料的合成和表征之外，我还想讨论几个具有挑战性的材料体系，例如，一些立方到六方钙钛矿多晶体系，贵金属焦绿石氧化物体系，以及含有碱性金属元素的材料生长挑战（即Li-， K-， Na-含材料体系），用于量子材料的基础皇冠体育研究。

题目：利用新材料、实验、纳米结构和数据驱动模型开发量子信息设备和系统

萨弗拉·沙里菲，俄勒冈大学电气与计算机工程系

星期二，2022年9月6日
下午2:30-3:30（105林堂）。

摘要：量子器件和系统是革命性技术的核心，它为收集和处理信息、完全保护通信、优化计算问题、精确测量物理现象等开辟了新的途径。我的皇冠体育研究包括新材料、实验、纳米结构和数据驱动模型的应用，以影响量子科学和技术领域。我的演讲将解释集成计算和实验技术，以引入具有更多样化和增强功能的量子器件和量子光学系统的新开发，设计和实现工具。我的皇冠体育研究报告将讨论结合设计光学结构的知识和稀土材料的主要性能来产生、操纵和存储量子光，以及控制和使用相干原子-原子相互作用来进行量子信息处理。此外，我将讨论如何设计多层纳米结构的功能来控制各种应用的光学特性，从航天器热控制系统到先进的引力波探测器，可以将热噪声降至标准量子极限以下。此外，我将提供我对使用计算和机器学习技术开发预测性能模型的观点，以对抗光学和量子光学系统中的噪声，并预测未来实验的性能。

题目：流体界面上的胶体组装

Sepideh Razavi，公开大学化学、生物和医学工程系。

周五，2021年9月16日下午2:30-3:30,105 Lin Hall

摘要：自组装-在组件系统中创建组织秩序的过程-在自然界中无处不在，激发了合成构建块的技术发展，这些构建块可以组装成具有独特属性的理想结构。各向同性球形胶体就是这样一个简单的例子，它们的空间排列产生了具有结构颜色的光子晶体。装配过程工程化的关键一步是调整粒子间相互作用的能力。在该领域有一个协调一致的努力，以确定影响粒子间相互作用和控制装配过程的因素。在存在流体界面的情况下，散装装配与二维装配有何不同？当形状或表面各向异性（即Janus）粒子被用作组装的构建块时会发生什么？在这次演讲中，我将展示应用流体界面作为装配模板的实验；具体来说，我将讨论粒子表面特性在调整组装单层的机械稳定性和流动行为中的作用，这对于界面经历大变形并在界面产生压缩和剪切应力的应用非常重要。

题目：分子晶体管作为量子信息应用的替代品

Mario Borunda，俄克拉荷马州立大学

2022年9月23日，周五，下午2:30-3:30,105林堂

摘要：量子信息的应用通常依赖于量子比特的生成和操作。尽管如此，还是有办法设想一种没有纠缠态的连续读出设备。在这次演讲中，我将讨论量子比特的替代方案，即固态版本的马赫-曾德尔干涉仪，其中局部矩和自旋偏振取代了光偏振。基于这种系统的晶体管使得制造不需要纠缠态的逻辑门成为可能。

题目：扭曲多层石墨烯体系的强耦合理论：相关绝缘体、集体激励和超导性

Eslam Khalaf，哈佛大学

星期二，2022年10月4日

下午2:30-3:30 （105 Lin Hall/Zoom Link将公布）。

摘要：本文将讨论最近发展的一种魔角扭曲双层石墨烯的强耦合理论。我将首先展示扭曲双层石墨烯的电子结构如何使其平面带与最低朗道能级联系起来。这导致了一个扭曲的双层石墨烯模型，由两组U(4)对称的类似朗道能级的陈氏带组成，它们具有相反的陈氏数，是隧道耦合的。我将展示这个模型如何广泛地捕捉到扭曲双层石墨烯的大多数观察到的特征：整数填充的相关平凡和拓扑陈氏绝缘体，分数陈氏绝缘体和超导性。相关绝缘体被理解为广义量子霍尔铁磁体。然后，我将讨论这些相关绝缘体上带电激励的性质，表明除了单粒子激励外，它们还承认非平凡的带电激励。这些激发与能带拓扑密切相关，可以采取skyrmions（真实空间自旋纹理）或自旋极化子（电子和自旋波的束缚态）的形式。我将展示超导的一个非常自然的机制，它会导致这些带电激发的配对。这种机制的起源是纯排斥的，基本依赖于带拓扑。最后，我将讨论这些见解如何推广到一类具有交替扭曲角的多层石墨烯系统，并将这些系统的特性与它们的双层系统进行对比。

皇冠体育：取消-将重新安排

亚历山大·埃弗罗斯，海军皇冠体育研究实验室

星期二，2022年10月18日
下午2:00-3:00（105林馆/Zoom Link将公布）。

文摘:

题目：纠缠和可学习性转换

Sarang Gopalakrishnan，普林斯顿大学

星期二，2022年10月25日
下午2:30-3:30 （105 Lin Hall/Zoom Link将公布）。

摘要：连续监测的量子系统可以在其稳态中经历“纠缠跃迁”（取决于测量结果）。我将简要回顾我们对纠缠转换的理解，以及为什么在现实实验中观察它们是具有挑战性的。我将介绍纠缠跃迁的一种变体，称为“电荷锐化”跃迁，并解释它如何与窃听者使用局部测量“学习”系统状态的能力的跃迁联系起来。

题目：量子模拟与量子态工程：前景与挑战

维托·斯卡罗拉，弗吉尼亚理工大学。

2022年11月4日，周五，下午2:30-3:30,105 Lin Hall

摘要：模拟和数字量子模拟可能为重要但难以解决的模型提供解决方案。然而，诸如模拟模拟器中的加热和数字量子设备中的噪声等挑战仍然是障碍。我的理论小组旨在指导实验设置和构建实现量子模拟的方法。我将回顾我们在使用光学晶格中的原子作为模拟模拟器来探测费米-哈伯德模型相图方面的理论工作和实验进展。我还将讨论近期设备中的数字量子模拟。这里噪声限制了相干性，因此限制了栅极深度。我将讨论构建无偏量子模拟的超紧凑量子算法的新思路。

我们的皇冠体育研究还探索了新的和有趣的实验方向，可以在近期量子设备上探测量子多体态的基本原理。我将重点讨论在基于测量的量子计算、量子网络和量子计量中应用的图态。我们引入了它们作为承载对称保护拓扑秩序的鲁棒量子态的构造形式。我们发现某些图形状态可以被设计成自我纠正不需要的错误。更一般地说，我将讨论图状态作为原子、分子和光学设置的重要量子资源状态。

题目：超低电压，超越CMOS微电子

R. Ramesh，莱斯大学

周一，2022年11月7日
下午3:00-4:00（105林馆/Zoom Link将公布）。

摘要：尽管计算效率不断提高，但信息技术（IT）是增长最快的能源消费者，并将对美国的能源消费产生重大影响。这个即将到来的悬崖威胁着美国解决科学、技术、国家安全和能源等重要问题的能力。如果不提高计算效率，物联网（IoT）和人工智能（AI）应用的爆炸式增长将使能源消耗呈指数级增长。为了开发下一代超越cmos的微电子技术，需要对今天的计算方式进行彻底的重新思考。我们的科学使命建立在一个核心指导原则之上，即通过利用相关现象，从而降低工作电压，为使用启发的基础科学提供了一个重要的皇冠体育，使高能效计算成为可能。通过利用相关（电子电荷/自旋和偶极），可以实现能源效率的数量级提高。我们的目标是设计和操纵这种能量屏障，专门将工作电压大大降低到低于当今CMOS技术所能达到的水平。这种解决系统级技术经济问题的基本物理方法可以显著降低能耗，此外还可以实现内存中逻辑信息技术构建块的全新层次结构。

题目：半导体纳米晶体：从发现到现代发展

萨莎埃弗

星期二，2022年11月15日
下午2:30-3:30 （105 Lin Hall/Zoom Link将公布）。

摘要：半导体纳米晶体（NCs）是纳米半导体中皇冠体育研究最多的一种。30多年前，在两种不同的材料中独立发现了NC光学性质的尺寸依赖性：Ekimov等人（1981）在半导体掺杂玻璃中发现了NC光学性质，Brus等人（1983）在水溶液中发现了NC光学性质。我将简要地讨论这一发现的历史，这一领域发展的主要障碍，以及在此过程中的关键突破

今天，半导体nc已经不仅仅是科学好奇的对象。使用NC量子点固体的可调谐室温激光的演示，基于NC的发光二极管和光伏电池的开发，三星生产的量子点电视，以及NC生物标记领域的首批商业产品只是这些材料广泛技术潜力的几个例证。

非辐射俄歇复合是核心的非辐射弛豫过程，它对所有器件的性能都有负面影响。我将讨论为什么非辐射俄歇复合在nc中增强，以及我们如何抑制它

最后，我将讨论最近发现的CPbX3 （X=Cl, Br）的不同寻常的光学性质。(1)与地面亮激子态相连的nc我们计算了电子和空穴的最低量子限制能级以及允许的光学跃迁的光谱。计算考虑了钙钛矿纳米碳的立方形状，这导致了发射和吸收光子的不均匀电场。分析了基态激子的对称性，计算了其辐射衰减时间。理论计算结果解释了在单个CsPb（BrCl2）量子点实验中测量到的200 ps辐射衰减时间和偏振特性。

1. Al. L. Efros和L. E. Brus, ACS Nano 15, 6192-6210 （2021）

2. Al. L. Efros和D. J. Nesbitt, Nature Nanotech. 11, 661 （2016）

3. M. A. Becker， R. Vaxenburg， G. Nedelcu， P. C. Sercel， A. Shabaev， M. J. Mehl， J. G. Michopoulos， S. G. Lambrakos， N. Bernstein， J. L. Lyons， T. Stöferle， R. F. Mahrt， M. V. Kovalenko， D. J. Norris， G. Rainò， Al. L. Efros, Nature, 553, 189 （2018）

题目：用于远紫外手性传感和超快近红外光电子学的光学材料

凯文·麦克皮克，路易斯安那州立大学

星期二，2022年12月6日
下午2:30-3:30（105林堂）。

摘要：我将讨论我的实验室在过去几年中所追求的两个不同的皇冠体育研究重点，即皇冠体育研究共振等离子体-生物分子相互作用和稀有过渡金属合金的新兴光学和电子特性。

共振等离子体-分子手性相互作用是增强生物传感的一种有前途的途径。然而，生物分子的光学活性主要存在于远紫外区，这对当前纳米光学平台的光谱重叠提出了重大挑战。我将通过实验和计算展示在远紫外线下操作的共振等离子体-生物分子系统的增强手性感应。我们的计算表明，只有当等离子体和生物分子手性反应之间存在紧密的光谱重叠时，才能检测到来自少量生物分子的手性信号的可检测增强。我们用Al γ - dion阵列对超薄（< 10 nm厚）酪氨酸薄膜进行了对映体区分，实验结果支持了这一结论。我们的结果证明了使用远紫外活性超表面对提高自然光学活性的重要性。

贵重过渡金属合金是一类新型的近红外光带间驱动热孔产生材料。在纯贵金属中，近红外热载子产生的能量不足，无法超过带间能量阈值（IET）（例如，bbb20 eV），而在纯过渡金属中，热载子快速热化。在选定的贵金属过渡金属合金中进行能带杂交可以克服这些问题，产生有利于调整热载子分布和寿命的新特性。

参考文献

1. 林志强，林志强，林志强，Kevin M. McPeak，远紫外共振等离子体-生物分子手性相互作用：亚- 10nm氨基酸膜的对映体分辨[j] .光子学报，2002,18 (2):343 - 353,（2022）

2. Sara KF Stofela, Orhan Kizilkaya, Benjamin T Diroll, Tiago R Leite, Mohammad M Taheri, Daniel E Willis, Jason B Baxter, William A Shelton, Phillip T Sprunger, Kevin M McPeak，“近红外热载流子生成的高级过渡合金”，先进材料32 (23),1906478 （2020）

皇冠体育：LuFeO中自旋和电荷的位点特异性光谱测量₃）_米/ (LuFe₂O₄）₁多铁性超晶格

Janice Musfeldt，田纳西大学

星期二，2022年2月22日
下午1:15-2:15（缩放链接将公布）

摘要：界面材料提供了一种在室温下实现铁磁性电控制的手段，最近在（LuFeO3）m/(LuFe2O4)1超晶格中得到了证明。理解这些复杂的磁电多铁性的内部工作的一个挑战是大量不同的铁中心及其相关的环境。这是因为宏观技术表征的是平均反应，而不是单个铁中心的作用。在这里，我们结合光学吸收，磁圆二色性和第一性原理计算来揭示这些超晶格中高温磁性的起源和m = 3成员中的电荷有序模式。特别是，界面光谱显示了lu层畸变如何选择性地增强了自旋向上通道中Fe2+→Fe3+的电荷转移贡献，增强了交换相互作用并提高了居里温度。预测光谱与实测光谱的对比也证实了LuFe2O4层中存在非极性电荷有序排列。这种特定位点的光谱方法为理解具有多个金属中心和强纠缠的工程材料打开了大门。

题目：在实验室和空间用量子传感器搜索新物理学

Marianna Safranova，特拉华大学

星期二，2022年3月1日
下午1:15-2:15（缩放链接将公布）

摘要：物质和光的量子控制的非凡进展已经改变了原子和分子的精确测量，使探测器的最基本的自然规律，以获得物理宇宙的基本认识。在不断的技术进步和改进的原子和分子理论的支持下，卓越的多功能性、创造性和精确实验的快速发展导致了探索新物理学的许多途径的快速发展。我将概述原子和分子物理学的搜索，以超越标准模型的物理和暗物质搜索的重点与原子和核时钟。最近的想法在暗物质的搜索和测试广义相对论与时钟在空间将被讨论。我还将简要讨论原子量子传感器引力波探测的新思路和原型实验。

题目：在费米气体中架起少体和多体物理的桥梁

闫阳谦，香港中文大学

2022年3月4日，星期五
下午2:30-3:30（将公布缩放链接）

摘要：具有大散射长度的强相互作用费米气体构成了一个与原子物理、凝聚态物理、核物理和粒子物理相关的范式模型系统。这种模型适用于原子核的核心、中子星的外壳以及散射长度可调的高度可控的超冷原子。尽管从理论上解决强相互作用的费米气体是具有挑战性的，但维里膨胀是连接少体和多体物理学的有力工具。利用费曼路径积分，利用经典计算机模拟了少体系统，得到了多体系统的病毒系数。特别是，我将讨论如何利用维里展开提取所谓的接触，即控制稀量子系统的中心量。

在相互作用的费米气体中加入多种口味为物理学家提供了一个更丰富的游乐场。最近，我们与香港科技大学赵奎邦教授的团队合作，从理论上预测和实验上验证了三维SU(N)费米气体在有限温度下通过特定的标度定律接近无自旋玻色子。这为三维SU(N)费米子的玻色子化提供了严格的证明，也为在多体系统中操纵量子统计的新框架打开了大门。

题目：直接观察光学晶格：动力学、拓扑和耗散

克劳斯·森斯托克，汉堡大学

周五，2022年3月11日
下午2:30-3:30（将公布缩放链接）

摘要：光学晶格中的超冷原子是量子模拟、量子信息和量子计算等量子技术的强大系统，也是精密实验和全新模型系统的重要组成部分。我将报告我们实验室最近的发展，以比单点分辨率更好的3D光学晶格系统成像（Nature 599, 571(2021)），允许直接查看光学晶格内的动力学，热化和进一步的特性。我们可以观察到密度波的自发形成（PRX, in print, arXiv:2108.11917），并皇冠体育研究晶格中量子气体的拓扑性质（Nature Physics, 15, 449(2019)）。

题目：使用计算方法改进和设计能源材料

米歇尔·约翰内斯，海军皇冠体育研究实验室

星期二，2022年3月22日
下午1:15-2:15（缩放链接将公布）

摘要：虽然电池和燃料电池通常被认为是电化学系统，但它们的许多性能都源于构成其基本组成部分的材料的物理特性：阳极、阴极和电解质。离子导电性、电子导电性、化学稳定性和电压都可以追溯到由基础物理学支配的材料的固有特性。

在这次演讲中，我将讨论如何使用计算模拟来分析、开发和改进能源材料，如锂离子电池、超级电容器和燃料电池。我将具体讨论看似很小的电子结构细节是如何影响性能的。我将进一步讨论目前推动电池皇冠体育研究和开发的一些安全问题，以及计算筛选如何提前确定材料在充电过程中的稳定性。最后，我将讨论纳米材料的使用，以及如何通过明智的氧化涂层来稳定它们以防止降解。

题目：光子、等离激子和极化子：量子材料中的光学现象

Stephanie Law，特拉华大学

星期二，2022年3月29日
下午1:15-2:15（缩放链接将公布）

摘要：当光与量子材料相互作用时，我们可以激发出多种模式，包括等离子激元极化子和光声子。在层状材料中，这些模式可以相互作用，产生混合激励，导致新的光学现象，如负折射、极端光约束和优先热辐射。在这次演讲中，我将首先讨论我们在分子束外延生长拓扑绝缘体薄膜和异质结构方面的工作。拓扑绝缘体具有二维表面状态，可以容纳无质量的电子，并且这些材料中的等离子激元极化子显示出不同寻常的特性。我将讨论这些模式的色散，并展示创纪录的高模式指数和极长的极化子寿命。利用MBE，我们可以生长由多个拓扑绝缘体和正常绝缘体组成的层状结构，从而产生混合耦合等离子体模式。我们也可以培养自组装的拓扑绝缘体量子点，它可以用作量子比特。最后，我将讨论我们在半导体双曲超材料方面的工作，它是由交替的金属材料和介电材料组成的层状材料。我将展示我们的工作证明体等离子激元模式和量子阱子带间跃迁之间的强耦合。

题目：单元素固体的涌现和量子复杂性

G. Baskaran, Matscience, IITMadras, Chennai, India

周五，2022年4月29日
下午2:30-3:30（将公布缩放链接）

摘要：我们正在见证对无数物质、合成量子物质和越来越多的现象和惊喜的逐渐理解。涌现和量子复杂性正在向我们微笑。我将指出我们的一些工作，并简要讨论两个家族：碳的同素异形体和固体氢。涌现创造了一个意想不到的联系和新见解的网络。例如，石墨烯提供了[1,2]时间膨胀、卡鲁扎·克莱因坍缩、ziterbeweung、奇偶异常、紧急规范场、马约拉纳费米子等的相对论模拟。双层石墨烯中的小扭曲产生超导体或莫特绝缘体！压力下的固体氢带我们经历了一系列意想不到的结构和莫特绝缘阶段，然后成为维格纳和亨廷顿在1935年设想的金属。[10]陈志强，石墨烯的量子复杂性，物理学报。列托人。bbb10 G. Baskaran，石墨烯中的量子和场物理，《石墨烯：合成、性质和现象》，编辑：C.N.R. Rao和A.K. Sood （Wiley）

皇冠体育：串连点点滴滴

Michael Scheibner，加州大学默塞德分校

2022年4月15日，星期五
下午2:30-3:30（将公布缩放链接）

摘要：两个点之间有多少条直线？答案是：这取决于点和它们的环境。通过将两个量子点放置在彼此附近，我们可以探测半导体系统的基本量子力学特性及其相互作用。有了这些知识，我们就可以开始调整量子态，以开发新的量子增强应用。在这样做的过程中，我们利用了由两个点的状态叠加而产生的增强的多功能性和功能性。例如，它们的离散电子态和光学跃迁可以在数十meV以上进行原位调谐。因此，可以控制和实现固态系统的各种激励之间的耦合，从不同的自旋态，声子到系统的机械运动。在这次研讨会中，我将回顾耦合量子点的独特性质，并讨论它们作为量子技术工具的优势，如量子光子学和量子传感。

题目：用神经网络表示多体量子态

马丁Gärttner，海德堡大学

周五，2022年4月29日
下午2:30-3:30（将公布缩放链接）

摘要：本文将讨论利用神经网络对量子多体波函数进行变分分析的思想。这些神经网络量子态最近被用于变分基态搜索、量子动力学和量子态断层扫描。我将报告我们小组在使用混合量子态的神经网络表示来模拟开放量子系统的动力学和量子态断层扫描方面的两个贡献。

皇冠体育:稍后通知

Henri Lezec, NIST

周五，2022年4月29日
下午2:30-3:30（将公布缩放链接）

文摘:稍后通知

皇冠体育:稍后通知

David Ebert, OU

星期二，2022年3月29日

下午1:15-2:15（缩放链接将公布）

文摘:稍后通知

题目：用神经网络表示多体量子态

马丁Gärttner，海德堡大学

周五，2022年4月29日
下午2:30-3:30（将公布缩放链接）

摘要：本文将讨论利用神经网络对量子多体波函数进行变分分析的思想。这些神经网络量子态最近被用于变分基态搜索、量子动力学和量子态断层扫描。我将报告我们小组在使用混合量子态的神经网络表示来模拟开放量子系统的动力学和量子态断层扫描方面的两个贡献。

题目：非线性Schrödinger呼吸体中的量子涨落

O. V. Marchukov，德国达姆施塔特工业大学 r Angewandte物理皇冠体育研究所

2022年5月16日星期一
特别时段：上午9:00-10:00（放大链接另行公布）

摘要：孤子是一种非线性波，它出现在物理学的许多不同领域：从孤立的水波到等离子体中的朗缪尔波，孤子的形成吸引了理论家和实验家的兴趣。在这次演讲中，我们将重点关注最近通过实验获得的一维玻色气体中的双孤子呼吸体——两个明亮孤子的非线性叠加[2,4]。我们提出了一种线性化方法，它允许人们评估定义孤子解的参数的量子涨落。

此外，我们还证明了基本孤子和呼吸子参数的不确定关系。我们还讨论了在外部扰动[1]和相对速度量子涨落的影响下呼吸体的解离。前者允许我们评估呼吸解离时间，即组成孤子显著分离所需的时间。在没有外部扰动的情况下，解离不会发生在平均场域中，从而使解离时间成为量子效应[3]的潜在可观察表现。

参考文献

[10] O. V. Marchukov等，物理学。Rev. A 99, 063623（2019）。

[10] A. Di Carli等人，物理学。Rev. Lett. 123, 123602（2019）。

[10] O. V. Marchukov等，物理学。Rev. Lett. 125,050405（2020）。

[10]罗德华等，物理学。Rev. Lett. 125,183902（2020）。

题目：用精密分子光谱学探索基础物理学

塞缪尔·米克，马克斯·普朗克多学科科学皇冠体育研究所，加廷根

2022年5月23日星期一
特别时段：上午9:00-10:00（放大链接另行公布）

摘要：分子跃迁频率的精确测量可以为测试基本物理问题提供一种手段，例如原子核之间是否存在标准模型无法预测的额外力，或者基本粒子的质量是否随时间变化。这样的测量还可以帮助更精确地确定物理常数，并提供可用于更好地解释天文光谱的数据。在我的实验室里，我们开发了一种仪器，用于高精度地测定孤立小分子的振动和电子跃迁频率。该装置的核心部件是一个精密激光系统，其中包含窄线宽参考和光谱激光器，它们相互连接，并使用光学频率梳与原子钟参考相连接。到目前为止，我们已经用这个装置皇冠体育研究了OH， OD和SH中的电子跃迁，以及HD和d2中的振动跃迁。在所有这些测量中，我们已经能够以比以前报道的更高的精度确定绝对跃迁频率，并且在某些情况下，在早期，不太精确的测量中检测到系统误差。在未来的测量中，捕获分子和应用量子技术可以帮助实现更窄的过渡线宽，并进一步提高精度。

题目：超冷分子的高精度物理与化学

Tanya Zelevinsky，哥伦比亚大学

星期二，2021年8月24日
下午1:15-2:15（缩放链接将公布）

摘要：控制原子内部量子态和运动的技术导致了极其精确的计量和简并气体的皇冠体育研究。将这种技术扩展到各种类型的分子，进一步丰富了对基础物理学、基本化学过程和多体科学的理解。双原子分子的样品可以通过结合激光冷却原子或直接通过分子激光冷却来产生。我们探索了这两种方法，并展示了基于光学晶格的分子钟的高精度计量以及高度非经典领域的化学。

题目：拓扑物理学：从光子到电子

Mohammad Hafezi，马里兰大学

星期五，2021年9月3日
下午12:15-1:15（将公布缩放链接）

摘要：有许多有趣的物理现象与拓扑特征有关，拓扑特征是局部不可识别的全局属性。最著名的例子是电子系统中的量子霍尔效应，其中对局部特性的不敏感表现为对缺陷和无序不敏感的边缘状态的电导。在演讲中，我们首先讨论如何用光子探索类似的物理；具体来说，如何在各种光子系统中模拟各种拓扑模型，从环形谐振器到光子晶体。然后，我们讨论了强光学非线性的集成可以导致独特的玻色子现象，如拓扑频率梳，量子光的拓扑光源和手性量子光学。这些结果可能有助于开发具有内置保护的下一代光电和量子技术的经典和量子光学器件。最后，我们讨论了量子光学和相关电子系统界面的新兴领域，其目标是创建和操纵具有新功能的光-物质混合的多体态，例如高tc超导体。

题目：超冷量子物质中的合成维度

卡登·哈扎德，莱斯大学

星期二，2021年9月7日
下午1:15-2:15（缩放链接将公布）

摘要：合成维度是空间运动通过其他状态（如原子的超精细状态或分子的旋转）来模拟的自由度。这些状态作为额外空间维度的点阵点，可以单独使用，也可以与任何实际空间维度结合使用。对内部自由度的卓越控制为量子科学开辟了广阔的新领域，既可以模拟凝聚态物质中的现象（如拓扑能带结构或分形物质），也可以皇冠体育研究自然界中其他地方不会发生的现象，如波动的量子弦、膜，甚至是在4D中波动的3膜。

在这次演讲中，我将讨论我们对合成维度的理论认识，以及用三种超冷物质：里德伯原子、分子和动量空间晶格来探索合成维度的快速实验进展。

题目：用量子张量网络模拟多体物理

Michael Foss-Feig，霍尼韦尔

星期五，2021年9月17日
下午12:15-1:15（将公布缩放链接）

摘要：张量网络技术利用量子纠缠的结构，大大降低了在经典计算机上模拟量子系统的难度。但是这些技术都有局限性，而且在多体量子物理学中的许多问题，例如模拟动力学，尽管几十年的努力仍然难以解决。量子计算机为模拟量子系统提供了另一种途径，原则上是有效的，但它们的小尺寸和有限的保真度迄今为止阻碍了解决经典无法解决的实际问题。在这里，我们讨论了通过将张量网络状态直接表示为量子电路来结合这两种技术的前景，并表明量子硬件的最新发展使得使用少量量子比特直接在热力学（无限系统大小）限制下进行量子动力学的定量精确模拟成为可能。

皇冠体育：动量空间中的纠缠玻色-爱因斯坦凝聚

卡斯滕·克莱姆普特，汉诺威莱布尼茨大学

星期二，2021年9月21日
下午1:15-2:15（缩放链接将公布）

摘要：纠缠多粒子态的产生和应用是第二次量子革命的中心目标。在我们的工作中，我们利用改变自旋的碰撞在原子玻色-爱因斯坦凝聚体中产生自旋纠缠。我将展示我们如何将这种纠缠转移到外部自由度。成功地将自旋纠缠转移到动量态，为未来具有超过标准量子极限灵敏度的原子干涉仪的操作迈出了重要的一步。

题目：磁性镧系原子的偶极量子气体：成就和未来机遇

弗朗西斯卡·费莱诺，因斯布鲁克大学

星期二，2021年9月28日
下午1:15-2:15（缩放链接将公布）

摘要：超冷原子领域自诞生以来，取得了惊人的发展。最近的一些成果包括量子气体显微镜、原子镊子和各种形式的交互工程的发展。这些实验上的每一个进步都使新的量子现象得以接触和观察。另一个重要的发展是基于使用更奇特的原子种，其特殊的原子性质使皇冠体育研究的视野得以扩大。

本讲座旨在从因斯布鲁克实验的角度追溯由强磁性铒和镝原子组成的量子气体的使用所带来的新机遇。由于它们的大磁矩，这些物质表现出大的偶极相互作用，使我们能够观察到旋转激发，量子液滴和超固体状态。此外，它们密集的原子光谱也使实现新的光学操纵方案成为可能，最近在电信频率区域观察到的hz宽跃迁为量子光学带来了新的可能性。

题目：量子简并费米气体中动态相跃迁的观测

Joseph Thywissen，多伦多大学

星期二，2021年10月5日
下午1:15-2:15（缩放链接将公布）

摘要：我将在两种情况下讨论超冷费米子的集体动力学。首先，我将讨论s波费什巴赫共振非相互作用点附近的自旋动力学皇冠体育研究。弱相互作用的集体增强允许一系列有趣的行为，包括非平衡相变。其次，我将讨论一个在光学晶格中皇冠体育研究自旋极化费米子的集体轨道动力学的建议。

一个提出的非平衡量子系统的范式是量子相变的模拟存在于质量上不同的时间依赖行为的参数制度之间。我们在集体海森堡模型的冷原子量子模拟器中提出了这种动态相之间转变的证据。我们的模拟器在超冷费米子钾的超精细状态下对自旋进行编码。原子被固定在单粒子模式的网络中，其空间范围模拟了传统量子磁体的远程相互作用。我们发现，在临界相互作用强度以下，最初极化的费米子气体的磁化衰减很快，而在过渡点以上，由于能隙保护不受非均匀轴向场的消相，磁化寿命变得很长。我们的量子模拟揭示了在淬灭s波超导体中预测存在但尚未直接观察到的非平衡转变。

在讲座的第二部分，我将讨论自旋极化超冷费米子在光学晶格第一激发带中的非平衡轨道动力学。设计了一个特定的晶格深度和填充配置，以允许px和py激发的轨道自由度充当伪自旋。布拉格敷料可以降低单粒子的色散速率，从而在p波相互作用的适度菲什巴赫增强下打开集体多体间隙。如果时间允许，我将讨论实现这一建议的第一个实验步骤。

题目：对量子图世界的快速访问

Alejandro Chávez-Domínguez， OU数学系

星期五，2021年10月15日

下午12:15-1:15（将公布缩放链接）

摘要：一个经典图由一组顶点组成，其中一些顶点是由边连接起来的。相反，量子图是一个由复数元素的方阵组成的线性空间，包含单位矩阵并在取共轭转置下封闭。这个看似奇怪的概念起源于量子信息理论，在量子信息理论中，这些对象扮演着经典信息理论中由经典图所占据的角色。

在演讲中，我将解释经典图和量子图之间的类比，并将展示一些经典图论中一些几何概念最近发展的量子版本的例子。根据与安德鲁·斯威夫特的合作作品改编。

皇冠体育：LuFeO中自旋和电荷的位点特异性光谱测量₃）_米/ (LuFe₂O₄）₁多铁性超晶格

Janice Musfeldt，田纳西大学

星期二，2021年10月26日
下午1:15-2:15（缩放链接将公布）

文摘:稍后通知

皇冠体育:量子通信中的预传无噪声放大与衰减

托德·皮特曼，UMBC

星期二，2021年11月2日
下午1:15-2:15（缩放链接将公布）

摘要：虽然量子光信号不能在不加噪声的情况下进行确定性放大，但最近的皇冠体育研究表明，非确定性（预示）无噪声放大是可能的。有些令人惊讶的是，预示的无噪声衰减的逆过程也被证明在量子通信的背景下是有用的。在这里，我们回顾了我们小组最近在这些领域的工作，包括反直觉地使用光参量放大器（OPA）作为衰减器，以及结合预告放大器和衰减器以减少量子通信信道中遗留的“路径”信息的方法。这些有趣的效应中有许多是由预示过程的概率性质造成的，并且与“湮灭”算子 实际上可以增加某些状态的平均光子数的想法密切相关。

题目：量子中子

Charles Clark， NIST， JQI和马里兰大学

日期：周五，2021年11月5日
12:15-1:15pm LH 105 

摘要：本文简要介绍了中子的粒子和波的性质，重点介绍了它们在光、电子和原子中的相似之处。中子干涉测量法使人们能够认识到杨氏双缝实验的量子极限，当不再只有中子存在于干涉仪中时。为什么只有一个中子能穿过两个狭缝？我们已经使用中子干涉术和全息术来解决一些用光子、电子和原子皇冠体育研究过的光和物质的结构波的问题。

题目：晶格共振：纳米结构周期阵列的集体响应

Alejandro Manjavacas， Óptica皇冠体育研究所(CSIC)/新墨西哥大学。

星期二，2021年11月9日
下午1:15-2:15（缩放链接将公布）

摘要：周期阵列是一种非常有趣的纳米结构排列，因为它们能够支持强的集体晶格共振，这种共振是由阵列周期性导致的相干多重散射引起的。由于这些特殊的特性，周期阵列被广泛应用于各种各样的应用，包括超灵敏生物传感、纳米级光发射和彩色印刷，等等。这次研讨会的目的是对这个话题提供一个有指导意义的介绍。为此，我们将首先讨论阵列的单个成分的响应与它们的集体相互作用之间的相互作用如何决定周期性阵列提供的场增强的最终限制。我们还将使用基于杂交理论的分析方法讨论多粒子单元阵列的响应，这为设计具有工程特性的周期阵列提供了一种简单有效的方法。我们将特别关注二部阵列，并展示如何根据粒子在单元胞内的相对位置，这些系统可以支持具有非常不同光学响应的超或次辐射晶格共振。

题目：量子相变的无监督机器学习

龚哲轩，科罗拉多矿业学院

星期二，2021年11月16日
下午1:15-2:15（缩放链接将公布）

摘要：实验量子模拟器已经变得足够庞大和复杂，以至于从大量的测量数据中发现新的物理现象是相当具有挑战性的，特别是在对模拟模型缺乏理论理解的情况下。无监督机器学习方法在克服这一挑战方面特别有希望。我将回顾典型的无监督学习方法，并表明它们通常只适用于学习简单的对称性破缺量子相变。然后，我将展示一种被称为扩散图的更高级的方法，它执行测量数据的非线性降维和光谱聚类，对于复杂相变（如拓扑相变和多体定位）的无监督学习具有更好的潜力。这种方法很容易适用于许多实验量子模拟器，因为它只需要在单个和局部的基础上测量每个粒子。

参考文献：A. Lidiak和Z.-X。锣、phy。Rev. Lett. 125,225701（2020）。

题目：用旋量玻色-爱因斯坦凝聚体进行量子控制

希拉里·赫斯特，圣何塞州立大学

星期五，2021年11月19日
下午12:15-1:15（将公布缩放链接）

旋量玻色-爱因斯坦凝聚体的量子控制

摘要：理解和控制噪声环境下的多体量子系统对于发展鲁棒量子技术至关重要。外部环境可以被认为是一个“测量库”，它提取有关量子系统的信息。冷原子非常适合通过弱（即最小破坏性）测量技术来检查系统-环境相互作用，其中测量探针充当环境，还提供系统动力学的噪声记录。然后，测量记录可以用于反馈方案，为实时控制量子气体打开大门。在这次演讲中，我将讨论我们的理论建议，即使用弱测量和反馈来设计自旋为1/2的玻色-爱因斯坦凝聚体的新相。首先，我将讨论我们开发的描述通过相对比成像进行弱测量的冷凝物的形式。然后，我们表明测量和反馈改变了有效的哈密顿控制系统动力学，从而驱动相变，使人想起封闭系统的量子猝灭。我们还开发了一种反馈冷却协议，以防止由于测量反作用力而导致冷凝水失控加热。我们的皇冠体育研究结果表明，测量和反馈可以以稳定、可控的方式改变凝聚动力学，并为多体系统的哈密顿工程提供了一条途径。

HMH、郭s和i b . Spielman,物理评论皇冠体育研究2 (4),043325 (2020),HMH和i . b . Spielman,物理评论99.5,05361 (2019)

题目：含过渡金属原子的单分子结的形成和演化

波士顿大学的Maria Kamanetska

星期二，2021年11月30日
下午1:15-2:15（缩放链接将公布）

摘要：在纳米尺度上解开结构-功能关系对于理解生物分子机制和设计人造纳米器件至关重要。在这次演讲中，我将概述我的实验室在生物和合成系统中探测和控制亚纳米原子排列的方法。我将重点介绍我们基于扫描隧道显微镜的断裂结测量和密度泛函理论的结合过渡金属原子的分子结的形成和演化的皇冠体育研究。由于金属中心具有新的自由度，这种结可以增加可观察现象的范围。总的来说，我们的方法允许一个全面的，原子的结结构和电子性质的图片。有趣的是，我们发现过渡金属中心可以通过在连接延伸过程中与有机连接剂配合而连接到单分子连接中。这些原位组装的配位配合物为创造具有非平凡电子和自旋功能的分子连接提供了一种新的方法。

题目：量子纠错现在！

杜克大学的肯尼斯·布朗

星期二，2021年12月7日
下午1:15-2:15（缩放链接将公布）

摘要：量子计算机的强大需要可靠和鲁棒的量子系统。人们普遍认为，量子误差校正对于实现误差小于十亿分之一的量子运算至关重要。在这个演讲中，我将解释量子纠错的基础，然后讨论最近的实验证明，量子纠错的时间是现在。

题目：用于标准模型、量子计算和工业最高功率基础皇冠体育研究的先进激光开发

道恩·米霍夫，洛克希德·马丁公司激光和传感器系统

星期五，2021年2月12日
下午12:15-1:15（将公布缩放链接）

摘要：激光技术是从先进的纯皇冠体育研究中发展起来的，已被证明是许多领域的一种优秀的新工具。我的职业生涯需要为标准模型的基础皇冠体育研究、量子计算、原子钟、先进的电信产品、医疗设备和国防系统开发新的激光器。对于其中一些工作来说，达到1兆瓦的精确波长是必要的，对于另一些工作来说，建立一个100kW的大型系统是必要的。我的职业道路已经把激光技术从回答最基本的科学问题到工业的实际应用。在这次演讲中，我将讨论激光技术，皇冠体育研究，应用，以及科学事业如何在我们的世界中发展。

题目：全无机铯铅卤化钙钛矿的室温极化电子学

Carole Diederichs，索邦大学高等师范学院物理实验室（LPENS）

星期二，2021年2月16日
下午1:15-2:15（缩放链接将公布）

摘要：在多种有机和无机半导体中，已经报道了不同维数微腔中强光-物质耦合以及由此产生的激子-光子杂化准粒子，即激子-极化子。虽然极化子玻色-爱因斯坦凝聚是极化子激光器、全光极化子电路或极化子量子模拟器等有前途的应用的核心，但它的演示仅限于低温和室温下的少数半导体。在无机材料中，极化子凝聚明显依赖于复杂的外延生长，而有机活性介质通常具有较大的阈值密度和较弱的非线性。在这方面，有机-无机混合钙钛矿材料已经做了很大的努力，因为它们结合了无机和有机材料的优点。然而，到目前为止，在这类材料中尚未观察到极化子凝聚现象。全无机铯铅卤化钙钛矿现在是一类引起室温极化电子学关注的材料的一部分。与混合钙钛矿相比，无外延的制造结合了它们出色的光学增益特性、从紫外到近红外的可调谐发射以及在高激光通量照明下更好的光学稳定性，有望进一步取得重要的技术发展。在这次研讨会上，我将介绍我们在室温下嵌入在平面微腔中的全无机钙钛矿微片中极化子凝聚的第一个结果，这为展示极化子凝聚在钙钛矿微线中的传播和钙钛矿晶格中的极化子凝聚开辟了道路。这些在无外延波长可调谐材料中的实现，倡导钙钛矿在极化电子学应用中的巨大前景。

题目：芯片级电泵浦光频梳

Lukasz Sterczewski，喷气推进实验室

星期二，2021年2月23日
下午1:15-2:15（缩放链接将公布）

摘要：芯片级光频梳（OFC）融合了频谱宽带发射和相干激光辐射的概念，在一个紧凑的足迹。数百到数千条由腔内非线性同步的等距离锁相线已经在从电信到光学传感等领域得到了广泛的应用。然而，迄今为止，大多数进展都是在电信波长的近红外区域取得的。波长大于3µm的中红外区域对于与生命存在相关的碳氢化合物的光学传感特别有吸引力。不幸的是，中红外波长仍然构成技术挑战，并限制了可用OFC平台的数量。

利用半导体激光器固有的非线性特性是产生中红外OFCs的有效方法之一。在本次研讨会中，我们将讨论带间级联激光器（ICL） OFCs的最新进展。这些源与可调谐激光光谱仪（TLS）中使用的源类似，具有优异的OFC特性，非常适合于自由运行的双梳光谱。同样的ICL材料也被用于制造ghz带宽的室温光电探测器，以演示一个独立的室温双梳光谱仪。研讨会亦会简单介绍中红外二极管激光OFCs，该OFCs最近扩展了电泵浦OFCs的组合。

Lukasz Sterczewski博士自2019年以来一直是JPL （389R）微器件实验室的NASA博士后项目（NPP）皇冠体育研究员。在MDL，他负责器件测试和表征，以优化带间级联激光频率梳的频谱特性。他在普林斯顿大学的脉冲实验室和波兰弗罗茨瓦夫科技大学的太赫兹实验室进行了博士工作，重点皇冠体育研究了半导体激光源存在过量噪声和不稳定运行的频率梳状光谱。

题目：基于原子的电磁信号存储和操作：冷原子量子存储器和室温原子无线电

林赛·勒布朗，阿尔伯塔大学。

星期五，2021年3月5日
下午12:15-1:15（将公布缩放链接）

摘要：存储和操作电磁（通常是光）信号中编码的量子信息的能力是量子通信和计算方案的关键任务之一。在这次演讲中，我将讨论我们小组用来操纵原子电磁信号的两个平台：通过冷原子系统，我们已经开发并表征了一种高效宽带量子存储器，该存储器在利用奥特勒-汤斯分裂（ATS）的体制下运行。我们演示了使用基态自旋波作为存储状态，按需存储和检索高功率和小于1光子的光信号，总效率高达30%。我们还实现了一些光子操作，包括时间波束分裂、频率转换和脉冲整形。其次，在室温原子蒸汽系统中，我们开发了一种在微波和光载体之间进行无线电信号转导的方案，所有这些都是在谐振微波腔的帮助下通过原子介导的。我们正在进一步探索这个有前途的原子蒸汽+微波腔平台，用于光学量子存储和量子传感的应用。

题目：硅量子计算机商业化

James Palles-Dimmock，量子运动

星期五，2021年3月12日

下午12时15分至1时15分（提供缩放连结）

摘要：考虑到量子计算机的最大影响应用将需要100多万个量子比特，我们如何才能尽快实现这一目标？在这次演讲中，我将总结实现可扩展量子处理器需要克服的关键障碍，并描述量子运动的方法。Quantum Motion正在开发一种基于硅中门定义量子点自旋量子比特的量子处理器，我将与其他方法进行对比，并强调我们方法的特殊优势以及我们最近发表的一些结果。

题目：预测Ga的性质₂O₃使用第一性原理计算

堪萨斯大学的Hartwin Peelaers

星期二，2021年3月23日
下午1:15-2:15（缩放链接将公布）

摘要：氧化镓（β-Ga2O3）具有优异的材料性能和易于批量生产的特点，是一种很有前途的大功率电子器件材料。它是一种单斜晶体结构的宽带隙半导体（带隙为4.8 eV）。它的高载流子迁移率和大带隙在大功率电子和透明导电应用中引起了人们的广泛关注。

这些应用要求存在大量的自由载流子。基于使用混合泛函的第一性原理计算，我将讨论在Ga2O3中有效地创建自由载流子的不同方法。它们的存在可以导致额外的光吸收，既通过直接吸收，也通过声子或缺陷介导的间接吸收。这两种类型的吸收都产生了不同的吸收特征，这是最近观察到的。最后，我将讨论计算如何在各种方法中提供见解，以定制Ga2O3的性质。

皇冠体育：TBD林强，罗切斯特大学电气与计算机工程

星期二，2021年3月30日
1:15pm-2:15pm（缩放链接将公布）

题目：介观原子链中的单光子、少光子和多光子物理

星期五，2021年4月9日
12:15pm-1:15pm（缩放链接将公布）

摘要：紧密排列的有序原子阵列（或者更一般地说，量子发射体）表现出显著的集体光学特性，因为光子发射形式的耗散是相关的。在这次演讲中，我将讨论一维阵列的单体、少体和多体非平衡物理，以及它们实现多用途光物质界面的潜力。对于足够小的原子间距离，原子链具有暗态，允许光子的无耗散传输，表现为单光子态的波导。原子波导可用于介导与阵列耦合的杂质量子比特之间的相互作用，并允许在波导QED中实现从带隙物理到手性量子光学的多种范式。由于原子的两能级性质，原子波导是实现强光子-光子相互作用的理想场所。在多体层面，我将解决阵列的几何形状如何影响“迪克超辐射”过程的开放问题，在“迪克超辐射”中，完全倒置的原子在去激发时同步，在爆发中发光（与独立发射器预期的指数衰减相反）。虽然大多数文献将超辐射的猝灭归因于哈密顿偶极子-偶极子相互作用，但实际的罪魁祸首是光子发射到不同光学模式的耗散过程。我将从集体跳变算子的角度提供对物理学的理解，并证明超辐射在小原子间距离下仍然存在。最后，我将讨论相关光子发射对量子信息处理和计量学的影响。

题目：胶体半导体纳米晶体：（非）常规和量子材料与器件

Cherie R. Kagan，宾夕法尼亚大学电气与系统工程系，材料科学与工程系，化学系

星期二，2021年4月13日
下午1:15-2:15（缩放链接将公布）

摘要：胶体半导体纳米晶体（NCs）通常是2- 20nm直径的大块固体碎片。它们被称为“人造原子”，因为电子、空穴和激子受到量子力学的限制，占据离散的电子状态。湿化学合成方法的进步使得纳米材料的制备在尺寸、形状、组成和表面化学上都是可定制的。作为胶体，这些NCs很容易分散在溶剂中，并使用基于溶液的方法沉积。它们可以自组装形成玻璃状或结晶的NC固体，也可以定向组装以确定单个或可数数量的NC的位置。我将重点关注设计固态NC材料的途径，通过操纵NC表面化学来加强电子耦合，通过交换合成中使用的配体来获得更紧凑的化学物质，以及通过引入原子和离子作为杂质或修改化学计量学来设计NC掺杂。最后，我将把NC材料设计与它们的物理性质以及它们在（非）传统电子和光电子器件中的应用联系起来。我还将展望利用nc作为量子信息科学平台的皇冠体育，特别是作为光学可寻址量子比特。

题目：用于QIS应用的纳秒分辨率光学光子成像和时间戳

Andrei Nomerotski, BNL

星期五，2021年4月16日
下午12:15-1:15（将公布缩放链接）

摘要：本文将讨论基于背照硅传感器和Timepix3 ASIC的快速光学相机。该传感器具有高量子效率，芯片提供ns级分辨率和80Mpix/sec带宽的数据驱动读出。增强版本的相机是单光子敏感的，自最近以来已用于长距离量子网络中纠缠光子的注册和各种量子成像实验，以及其他应用，如成像质谱，时间分辨中子探测和寿命成像。我将展示关注量子应用的最新成果，并讨论该技术未来可能的发展方向。

题目：超冷量子气体被困于光学晶格势中的非平衡现象

查尔斯·布朗，加州大学伯克利分校

星期二，2021年4月20日
下午1:15-2:15（缩放链接将公布）

摘要：量子气体被困于光学晶格（类似于固体晶格中的粒子）中的实验，揭示了包括固态材料在内的凝聚态物质系统的行为。皇冠体育研究光学晶格中量子气体的非平衡现象，为探索粒子间相互作用如何增强晶格的能带结构（能带重整化）提供了一种方法。另外，皇冠体育研究这种现象为探索晶格能带的几何和拓扑结构提供了一种方法。这些皇冠体育研究是由固态系统无法使用的实验探针辅助的。

在我演讲的第一部分，我将描述我们最近的工作，以理解被困在一个独特的由光构成的晶格中的玻色子原子系统中的挫折效应——光学kagome晶格。在这里，我们创造了一个玻色-爱因斯坦凝聚体，加速它，然后把它困在晶格里。在这样做的过程中，我们探测了晶格的一个特殊能带，它被期望是无色散的（平的，作为准动量的函数）。然而，我们的测量表明，原子之间的相互作用通过使晶格变形而远离kagome几何形状，从而重新引入了能带曲率。在我演讲的第二部分，我将描述我们目前在理解能带的几何和拓扑特性方面所做的努力，通过使用一种新技术来探索两个能带之间接触点的奇点。

皇冠体育：快速访问量子图的世界取消！！！！

Alejandro Chávez-Domínguez, OU

星期五，2021年4月30日

下午12:15-1:15（将公布缩放链接）

摘要：一个经典图由一组顶点组成，其中一些顶点是由边连接起来的。相反，量子图是一个由复数元素的方阵组成的线性空间，包含单位矩阵并在取共轭转置下封闭。这个看似奇怪的概念起源于量子信息理论，在量子信息理论中，这些对象扮演着经典信息理论中由经典图所占据的角色。

在演讲中，我将解释经典图和量子图之间的类比，并将展示一些经典图论中一些几何概念最近发展的量子版本的例子。根据与安德鲁·斯威夫特的合作作品改编。

本次活动由CQRT学生主持

题目：乘风而上：为“量子十年”做准备

Travis Scholten， IBM量子公司

星期二，2021年5月4日

下午1:15-2:15（缩放链接将公布）

摘要：在过去的5年里，量子计算已经走出实验室，走向世界。在接下来的10年里，预计这项技术的进步将使量子计算机成为企业级计算工作负载的一部分。我讨论了量子计算机的一些近期应用，将它们与商业相关问题联系起来，并探讨了拟议的量子技术路线图如何需要来自各种背景的人（包括量子网络中的人）的合作。最后，我将分享皇冠体育app的行业之旅、经验教训，以及对即将到来的量子十年最令我兴奋的事情。

题目：二维杂化卤化铅钙钛矿中的激子-极化子Ajay Kandada，维克森林大学

2020年8月28日，星期五
下午12:00-1:00（放大链接将公布）

二维半导体中的激子相互作用由于其在量子光电子学中的相关性和其物理特性的丰富性而引起了相当大的关注。有机-无机钙钛矿的类量子阱衍生物是新兴的材料体系，即使在室温下也能观察到强束缚的二维激子[1,2]。由于分子部分和无机网络之间的非共价键产生的“柔软性”以及晶体[3]的离子特性，这些杂化半导体具有复杂的晶格动力学。我将讨论这种动态结构复杂性对初级光激发的基本特征的深刻而独特的影响。我将在各种超快光谱的基础上提出极化效应[4]和多体相关[5,6]的证据，这两者都受到晶格动力学的强烈影响。

参考文献

[10]陈建军，陈建军，陈建军，陈建军，陈建军，陈建军，陈建军，陈建军。

[10]王晓明，王晓明，王晓明，等。材料化学学报（2019），31(7):785 - 785。

[10]王晓峰，王晓峰，王晓峰，等。自然材料学报（2019），18(4):349-356。

[10] A. R. S. Kandada， C. Silva，物理化学快报（2020），11,3173。

[10]刘建军，陈建军，陈建军，陈建军，陈建军，中国科学院学报（自然科学版），2019,31(1):332 - 332。

[10]王晓峰，张晓明，张晓明，等。物理学报（2018），29(4):334 - 341。

题目：利用光子获取量子信息Elizabeth Goldschmidt，伊利诺伊大学

2020年9月4日，星期五
下午12:00-1:00（放大链接将公布）

我将概述最近、正在进行和未来使用相干原子和类原子光发射器构建量子光-物质界面的工作。光场在几乎所有的互联量子信息系统方案中都起着重要的作用，因为只有光光子适合在室温下携带量子信息。我将讨论可以构成量子光-物质界面基础的不同物理平台，量子信息科学中各种应用的光-物质纠缠的不同模式，以及与这些不同系统相关的权衡。我将包括最近有效产生高保真单光子的实验结果，皇冠体育研究非均匀性在基于集成的量子存储器中的作用，以及开发具有高相干发射器的新集成光子平台。

题目：雷达应用的量子技术Alberto Marino，皇冠体育大学

2020年9月11日，星期五
下午12:00-1:00（放大链接将公布）

量子资源提供了超越经典极限提高器件灵敏度的可能性。这导致了许多不同技术的提出和实施，这些技术可以利用量子效应的应用范围从计算到成像到传感。在可能的应用中，雷达已成为量子增强的候选者，最近的原理验证实验显示了量子雷达的可行性。在这次演讲中，我将概述可能进入雷达应用的量子技术。特别是，我将介绍量子照明、量子增强定位和量子增强时钟同步等技术的基础知识。我将讨论它们可能导致雷达应用的量子增强的条件及其局限性。最后，我将概述一些最近的量子雷达的实验实现。

题目：从机械纠缠产生到微波量子照明，Shabir Barzanjeh，量子科学与技术皇冠体育研究所，卡尔加里大学。

2020年9月18日，星期五
下午12:00-1:00（放大链接将公布）

最近对力学量子系统的兴趣不仅是由量子引力的基本测试驱动的，而且也是为了开发新一代混合量子技术。在这里，我证实了长期以来的预测，即参数驱动的机械振荡器可以纠缠电磁场。我们观察了微机械硅纳米弦振荡器的路径纠缠微波辐射的平稳发射，压缩了两个热模式的联合场算子3.40 (37)~ dB低于真空水平。这种纠缠可以用来实现量子照明。量子照明是一种强大的传感技术，它利用纠缠光子来增强对具有明亮热噪声环境中低反射率物体的检测。在低信号光子通量下，与传统策略相比，所承诺的优势尤其明显。这一特性使该协议成为非侵入性生物医学扫描或低功率近距离雷达探测的理想原型。我们用实验证明了微波频率下的量子照明。我们在毫开尔文温度下使用约瑟夫森参数转换器产生纠缠场，在室温下照亮距离一米的物体。这些结果是双基地雷达装置原理的实验证明。

皇冠体育：雷达：它有什么好处？贾斯汀·梅特卡夫，皇冠体育

2020年9月22日，星期二
下午1:15-2:15（缩放链接将公布）

雷达是一种主动传感方式，利用电磁频谱的射频部分，部署的系统通常在3mhz到100ghz的中心频率范围内工作。雷达技术是一个由现象学、应用和技术驱动的多样化生态系统。本讲座将对雷达技术进行广泛的概述，包括示例应用，主要约束/权衡，以及当前的一些热点皇冠体育研究领域。我们还将重点介绍OU先进雷达皇冠体育研究中心（ARRC）正在开发的一些雷达技术。本次演讲的目的是提供雷达应用和技术背后的广泛背景，以激发对量子技术在提高雷达性能方面所能提供的好处的讨论。这次演讲将主要从信号处理的角度出发，以补充Ruyle博士在未来演讲中提供的观点。

题目：霍夫施塔特-陈绝缘体的拓扑相变，埃默里大学

2020年10月2日，星期五
下午12:00-1:00（放大链接将公布）

当h/e阶的磁通量穿透二维晶格的单元格时，陈氏带是霍夫施塔特谱的组成部分。它们产生了超越朗道能级范式的量子霍尔相，近年来引起了相当大的兴趣。此外，在纳米尺度单元胞的超晶格制造方面的快速进展最近导致了整数和分数霍夫施塔特-陈绝缘体的实验实现，为探索晶格效应和电子拓扑的重要相互作用开辟了非凡的前景。在这次演讲中，我将提出一个框架来分类石墨烯超晶格中整数和分数霍夫施塔特-陈氏绝缘体之间的拓扑相变，这些相变通过改变固定背景均匀磁场中的跳变参数来调谐。尽管霍夫施塔特谱的复杂性众所周知，我将讨论如何从一个简单的解析函数中识别拓扑相变的某些普遍性质，特别是多组分狄拉克费米子的出现，它们介导临界带之间的大量陈恩数转移。此外，我将讨论拓扑相变的能量尺度与Hofstadter-Chern带中van Hove奇点的存在之间的非平凡关系，这为这些拓扑相变的起源提供了理解。

Pawel Hawrylak，渥太华大学物理系材料、纳米结构和器件量子理论教授

2020年10月6日，星期二
1:15pm-2:15pm（缩放链接将公布）

我们描述了凝聚态物质和材料物理应用于信息和通信，照明和能源技术的挑战和机遇。我们展示了在纳米尺度上设计的材料是如何解决这些挑战的。这些包括基于电子自旋的量子电路[1]，拥有宏观量子态的合成量子系统[2,3]，拓扑绝缘体中的量子点[4]，半导体纳米晶体[5]，石墨烯和二维材料中的量子点[6-8]和用于谷极化电子气体的二维材料[8,9]和激光冷却[10]。

1. bxcy。谢等人，众议员。物理学报，32(4):1104 - 1104（2012）。
2. Blazej Jaworowski等，《自然科学报告》7,5529（2017）。
3. B. Jaworowski et al.，“半导体器件中具有宏观拓扑保护态的量子比特”，量子物理信息学特刊，D.Ferry，编辑，应用科学2019,9,474；doi: 10.3390 / app9030474。
4. M. Korkusinski等，《自然科学报告》4,4903（2014）。
5. 范凤佳，等。自然学报，544,75（2017）。
6. D.Guclu等人，“石墨烯量子点”，Springer-Verlag（2014）。
7. 李志强，李志强，物理学报（自然科学版），36(3),357 - 357（2019）。
8. L.Szulakowska等人，物理学。Rev. B 2020（已提交）。
9. T. Scrace, et ., Nature Nanotechnology, 10, 603（2015）。
10. J. Jadczak, et ., Nature Comm: DOI/10.1038/s41467-018-07994（2019）。

题目：量子传感器和它们的网络作为多信使天文学中的奇异场望远镜Andrei Derevianko，内华达大学里诺分校

2020年10月16日，周五
12:00pm-1:00pm（网页将会公布）

在我的演讲中，我将重点关注可能由强大的天体物理事件产生的外来玻色子场，例如双中子星和双黑洞合并。由于这种假想的场被预测为与标准模型粒子和场的微弱相互作用，我们建议使用精密量子传感器来探测这种奇异场的潜在爆发。我们表明，要明确地将这种爆发与引力波触发器联系起来，这些场必须是超轻和超相对论性的。此外，需要精确的传感器网络来确定前驱星在天空中的位置，从而与更传统的，例如电磁或引力波，对源的观测建立一个关键的巧合。我们表明，在某些模型中，原子钟和磁力计可以对当前引力波天文台范围内的天体物理源产生的强烈奇异场爆发敏感。这为多信使天文学开辟了一种新奇的、奇异的物理模式。

题目：通过原子层工程锻造新一代材料

德里克·迈耶斯，皇冠体育州立大学大学

2020年10月23日，星期五
下午12:00-1:00（放大链接将公布）

摘要：脉冲激光沉积是一种新兴的合成技术，可以使不同材料的单原子层具有清晰的界面和高结晶质量。在这次演讲中，先进的同步加速器x射线表征将作为一种强大的工具，用于皇冠体育研究这些纳米级界面所表现出的强纠缠晶格、轨道、电荷和磁性自由度。一些来自强相关电子的迷人物理现象将作为这种生长和表征方法的典范来展示。特别地，电子-声子耦合在最近的srtio3基超导体中的作用以及孤立的强自旋轨道耦合SrIrO3层的磁性行为将被讨论。最后，我们将讨论这类材料未来的应用前景，重点是拓扑现象和量子信息科学。

题目：晶格约束旋量玻色-爱因斯坦凝聚中的量子猝灭和非平衡动力学，刘颖梅，俄克拉荷马州立大学

2020年11月6日，星期五
下午12:00-1:00（放大链接将公布）

玻色-爱因斯坦凝聚体（BECs）是一种超冷气体，其中所有原子的空间自由度都有一个单一的集体波函数。有了额外的自旋自由度，自旋子bec构成了一个集体量子系统，对自旋、密度、温度和系统维度等参数提供了前所未有的控制程度。因此，旋量bec被认为是验证和优化凝聚态模型的良好量子模拟器。在这次演讲中，我将讨论在我们的反铁磁旋量BEC系统中实现的一种新的量子相变。我还将介绍我们对自旋子BEC在立方晶格中通过超流体到莫特绝缘体相变后的非平衡动力学的实验皇冠体育研究。在不同的量子猝灭序列后，观察到复杂的由多频率自旋混合振荡组成的少体动力学。我们证实这些观测到的自旋混合光谱可以用来揭示非均匀体系的原子序数分布，皇冠体育研究从二体到多体自旋动力学的转变，并精确测量决定自旋物理的两个关键参数。

题目：非抛物电子能带结构对光伏材料光学和输运性质的影响

露西·沃利，诺森比亚大学

2020年11月13日，星期五
下午12:00-1:00（放大链接将公布）

摘要：有效质量近似（EMA）将周期势中电子对外部扰动的响应建模为具有重正化质量的自由电子的响应。对于光伏器件中使用的半导体，EMA允许从第一性原理计算中计算重要的材料特性，包括光学特性（例如，激子结合能），缺陷特性（例如，供体和受体水平）和输运特性（例如，极化子半径和载流子迁移率）。半导体的导电带和价带通常被近似为抛物线，这种近似给出了简单的理论描述，但忽略了实际材料的复杂性。在这次演讲中，我将评估四种薄膜光伏材料（CdTe, GaAs, Cu2ZnSnS4, CH3NH3PbI3）在与实际应用相关的温度和载流子密度下，带非抛物性对光学和输运性质的影响。

题目：经典线性时不变天线的基本限制

杰西卡·鲁伊尔，皇冠体育

2020年11月20日，星期五
下午12:00-1:00（放大链接将公布）

摘要：任何无线系统，从通信系统到雷达，都必须有一个天线来将能量转换成电磁波。本报告将讨论经典线性时不变（LTI）天线的基本限制。我将展示过去70年来天线文献的发现，推导LTI天线在方向性、效率和带宽方面的性能界限。这些性能界限转化为对系统性能的限制。天线皇冠体育研究人员目前正在皇冠体育研究从根本上不同的结构来作为电磁波换能器，以克服这些传统的性能限制。

题目：量子考古学：一个原子在一个不允许它进入的区域里呆了多长时间，光子在不吸收它们的原子里呆了多长时间？

Aephraim M. Steinberg，多伦多大学

2020年12月11日，星期五
下午12:00-1:00（放大链接将公布）

摘要：关于量子力学，最著名的一个公认的智慧是，“你不能问”光子在干涉仪到达屏幕后的路径，或者一般来说，只有关于你最终测量的特定事物的问题才是正确的。在过去的几十年里，很多工作都是为了消除这种全面的放弃，并皇冠体育研究“量子回溯”。特别是考虑到我们可以长时间捕获和控制单个量子系统的现代实验，以及依赖于“后选择”的量子信息协议，这些问题变得越来越及时。

尽管如此，我想告诉你们的第一个实验解决了一个世纪以来的争议：隧道时间。自20世纪30年代以来，在量子不确定性允许粒子出现在远端的情况下，粒子在经典禁区内停留多长时间，这个问题一直是争论的主题，80年代以来争论更为激烈。利用玻色凝聚态铷原子冷却到绝对零度以上十亿分之一度以下，我们现在已经测量出它们在充当它们“隧道屏障”的光束中待了多长时间。我将描述这些正在进行的实验，以及我们现在正在改进的建议，以皇冠体育研究原子“坍缩”到障壁中需要多长时间。

我还将对最近的一个实验说几句话，该实验回顾了一个常见的图景，即当光在玻璃或原子云中变慢时，是因为光子在沿着它们的路径被送回之前“实际上被吸收了”。事实证明，虽然有可能测量“光子作为原子激发所花费的平均时间”，但似乎没有事先的工作直接解决这个问题，特别是在共振情况下。我们进行了一个实验，让我们区分传输光子和最终被吸收的光子所花费的时间，并提出了一个问题：“没有被吸收的光子使原子处于激发态的时间有多长？”

多功能材料中相干态的光学探测

吉提·霍达帕拉斯特，弗吉尼亚理工大学

2020年1月17日，星期五
11:30am-12:30pm
林堂，105

强激光脉冲可以产生远离平衡态的载流子、自旋、声子和磁振子。关于这些非平衡态的动力学行为信息可以通过：1)电子结构，2)载流子散射和弛豫机制，包括载流子-声子和载流子-载流子散射，3)自旋和磁化动力学，以及4)动态多体相互作用来阐明。例如，相干声子是超声应变脉冲，可以产生从千兆赫到太赫兹的宽光谱。操纵相干声子（CP）的可能性可能会导致新技术的发展，如声学成像，以及更好地理解和控制设备的电子和光学特性。探索CP与载流子、磁性杂质和光子的相互作用可以开辟纳米声子皇冠体育研究的新前景。例如，在不应用磁场的情况下操纵半导体中的自旋打开了下一代设备的大门，在下一代设备中，电子计算和磁存储器可以在同一芯片上执行。在这次演讲中，我将介绍几个时间解决的皇冠体育研究，包括CP的产生和控制在多功能材料，如铁磁半导体和多管复用。

皇冠体育稍后通知
赵毅教授，上海工业大学，中国

2月11日星期五
1:15-2:15pm
林堂，105

由于旅行并发症取消了。

如有可能，本研讨会将改期举行。

APS会议3月会议取消
各种扬声器

2020年3月6日，星期五
11:30-1:30pm
林堂，105

实验:

• 11:30: F63.00008：块状和二维钙钛矿的热载流子动力学，Shashi Sourabh
• [11:42: j121 . 005]谷光电：实现热载流子太阳能电池的实验证据，Kyle R Dorman
• [11:54: j21 . 008]柔性CIGS太阳能电池的低温低强度皇冠体育研究，Hadi Afshari
• 12:06: j1.00011：量子阱太阳能电池中的热载流子动力学（热光子增益），Brandon Durant

12:18:打破

理论:

• [12:30] C71.00017：一维量子环结阵列的拓扑效应，Colin Riggert
• 12:42: P53.00007：将机器学习应用于热传导，Alexander Kerr
• [12:54 . 56.00013]二次带接触的节线半金属的相互作用，Geo Jose
• 1:06: r15.003：页岩有机纳米孔流体流动机制，Felipe Perez Valencia（石油与地质工程）

题目：量子芝诺效应在噪声检测和几何相位检测中的应用
Hoang Van Do博士，皇冠体育

2020年3月13日，星期五
11:30am-12:30pm
林堂，105

摘要：为了保护量子动力学演化不受退相干的影响，并推断来自环境的噪声谱的特定特征，引入了动态解耦方法。通过足够频繁地测量量子系统，该系统被置于所谓的量子芝诺状态。在芯片上的铷-87原子的玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）中证明了这一机制

欧洲非线性光谱学实验室在佛罗伦萨大学。

该机制不仅为种群的量子控制提供了一种鲁棒方法，而且还保持了系统的相干性，并评估了在测量反作用存在下进化过程中获得的几何和动态相位。此外，当一个状态通过Bloch球上的闭环演化时，它获得一个几何相位因子，精确对应于闭环的立体角的一半，如物理学中所示。皇冠体育研究进展1,033028 （https://doi.org/10.1103/PhysRevResearch.1.033028）。

动态解耦方法也可以应用于传感技术。噪声光谱可以通过应用一系列射影测量来实现。这个过程导致原子在初始状态的损失，当测量频率与噪声频率共振时，有可能出现最大的波动。噪声谱的提取保真度可达80- 90%。这项皇冠体育研究发表在New J. Phys. 21 （https://doi.org/10.1088/1367-2630/ab5740）上。

本报告还将报告与首尔国立大学计算机科学系的合作。在这里，我们使用强化学习方法，寻找不同的实验方案来产生光子的高维三维纠缠态，并组装层间耦合以在捕获离子中制造量子逻辑门。

题目：晶格约束旋量玻色-爱因斯坦凝聚体中的量子猝灭和非平衡动力学

刘英梅，俄克拉荷马州立大学大学

2020年4月7日，星期二
1:15pm-2:15pm
林堂，105

玻色-爱因斯坦凝聚体（BECs）是一种超冷气体，其中所有原子的空间自由度都有一个单一的集体波函数。有了额外的自旋自由度，自旋子bec构成了一个集体量子系统，对自旋、密度、温度和系统维度等参数提供了前所未有的控制程度。因此，旋量bec被认为是验证和优化凝聚态模型的良好量子模拟器。在这次演讲中，我将讨论在我们的反铁磁旋量BEC系统中实现的一种新的量子相变。我还将介绍我们对自旋子BEC在立方晶格中通过超流体到莫特绝缘体相变后的非平衡动力学的实验皇冠体育研究。在不同的量子猝灭序列后，观察到复杂的由多频率自旋混合振荡组成的少体动力学。我们证实这些观测到的自旋混合光谱可以用来揭示非均匀体系的原子序数分布，皇冠体育研究从二体到多体自旋动力学的转变，并精确测量决定自旋物理的两个关键参数。

OK-PVRI研讨会全体发言

下午5点，尼尔森170馆

本次演讲将作为OK光伏皇冠体育研究所研讨会的全体报告。更多细节将在日程确定后公布。

题目：待定，Aephraim M. Steinberg，多伦多大学

2020年4月14日，星期二
1:15pm-2:15pm
林堂，105

题目：量子传感器和它们的网络作为多信使天文学中的奇异场望远镜Andrei Derevianko，内华达大学里诺分校

2020年4月21日，星期二
1:15pm-2:15pm
林堂，105

在我的演讲中，我将重点关注可能由强大的天体物理事件产生的外来玻色子场，例如双中子星和双黑洞合并。由于这种假想的场被预测为与标准模型粒子和场的微弱相互作用，我们建议使用精密量子传感器来探测这种奇异场的潜在爆发。我们表明，要明确地将这种爆发与引力波触发器联系起来，这些场必须是超轻和超相对论性的。此外，需要精确的传感器网络来确定前驱星在天空中的位置，从而与更传统的，例如电磁或引力波，对源的观测建立一个关键的巧合。我们表明，在某些模型中，原子钟和磁力计可以对当前引力波天文台范围内的天体物理源产生的强烈奇异场爆发敏感。这为多信使天文学开辟了一种新奇的、奇异的物理模式。

中红外到太赫兹纳米光子学：基于材料的量子光子学方法
约书亚·考德威尔，范德比尔特大学

2019年8月23日，星期五
11:30am-12:30pm
林堂，105

纳米光子学领域是基于将光限制在亚衍射维度的能力。直到最近，这一领域的皇冠体育研究主要集中在等离子体金属的使用上。然而，这种金属基材料固有的高光学损耗导致人们不断努力寻找能够支持亚衍射限制的低损耗替代材料。一个非常有前途的替代方案是实现极性介电晶体，通过在全介电介质中刺激表面声子极化子来实现光的亚衍射限制，从而实现低损耗材料系统。由于高质量晶体种类的广泛和晶体结构的变化，大量意想不到的光学性质最近被报道。具体来说，最近在天然极性晶体中的双曲行为的演示为片上，亚衍射折射光学和急剧扩展的状态密度提供了令人兴奋的皇冠体育，可以为强光物质相互作用和控制发射速率提供途径。本讲座将讨论我们小组的最新进展，包括局域声子极化子模式的实现，强各向异性晶体中自然双曲行为的观察和利用，暗双曲模式和极化子超强耦合现象的探测。

用于量子技术的红外光学电路
约瑟夫·蒂施勒，海军皇冠体育研究实验室

2019年9月11日，星期三
1:15-2:15pm
林堂，105

类似于等离子激元的极化子，离子晶体中的声子极化子提供了无与伦比的光学约束，因此具有高的局部场强度。由于声子寿命比金属中光激发自由载流子的寿命长几个数量级，因此声子极化子损失明显更小，从而产生尖锐的共振，从而可以观察到由于缺乏光谱分辨率而模糊的物理效应。此外，离子晶体的对称性使得表面声子极化子和体积声子极化子的观测成为可能。各向同性晶体会产生纯金属光谱带，从而产生表面声子极化子，而各向异性晶体会产生双曲谱带，从而产生体积声子极化子。在这项工作中，我们提出了纳米结构离子晶体的新物理学，说明了我们目前对体积和表面声子极化子的理解。此外，我将展示我们最近在利用表面声子极化子分子和/或固体的集体行为来创建光学电路方面的一些工作和想法。

冷量子光学与热原子
伊琳娜·诺维科娃，威廉玛丽学院

2019年9月20日，星期五
11:30am-12:30pm
林堂，105

高效可靠的量子通信将需要同时控制光子和原子的量子态。在这次演讲中，我将讨论通过电磁感应透明实现原子蒸汽中量子光场和集体自旋激发之间强耦合的可能性，以及该效应在精密计量、非经典光的产生和量子成像方面的可能应用。

光学腔中含里德伯原子的任意子的产生与编织
埃里克·穆勒，康奈尔大学

2019年9月24日，星期二
1:15pm-2:15pm
林堂，105

皇冠体育研究人员正试图找到具有有趣（希望有用）纠缠特性的物质工程状态的方法。我将讨论使用光学腔中的原子来实现这一目标的方法。特别是，在描述了大局观，并给出了一些关于原子和光学腔性质的背景信息之后，我将提出一种情况，我们预测光将表现得像一种非常不寻常的量子流体，类似于分数量子霍尔效应中由电子形成的量子流体。这种流体的激发作用类似于既不是玻色子也不是费米子的粒子。我将解释如何在实验中直接探测这些任意统计数据。

逆对称破缺相的激励与动力学
乔纳森·斯潘尼尔，德雷塞尔大学

2019年9月27日，星期五
11:30am-12:30pm
林堂，105

固体中的涌现现象，无论是涉及晶格、电荷、自旋、轨道还是其他自由度，对于创造、稳定和/或控制物质的新状态都具有吸引力。基于这些现象的新范式是更有效地捕获、转换和携带能量的有吸引力的候选者。我将讨论在非中心对称固体中可能出现的两种有趣的电磁波-物质相互作用现象。第一种方法是利用两种类型的光伏电流产生可见光，其中一种将带状绝缘体转变为高迁移率导体。在第二部分中，我们重新想象了与二维晶体缺陷相关的能量景观，这种缺陷传统上被视为射频微波能量流动的障碍。在特殊条件下，谐振行为出现，使材料表现出可以超过固有极限的介电特性。

杂化钙钛矿半导体的物理性质
Alexander Zhakhidov，德克萨斯大学圣马科斯分校

2019年10月4日，星期五
11:30am-12:30pm
林堂，105

有机卤化铅杂化钙钛矿（HPs）是一种新型的有前途的材料，用于低成本印刷太阳能电池（记录功率转换效率- 23.7%），光电探测器，led，传感器和其他光电器件。然而，HPs中光-物质相互作用的本质仍然存在争议。据报道，基准CH3NH3PbI3钙钛矿具有逆对称结构。然而，最近报道的该材料的体光伏效应（BPVE）[1]和二次谐波产生（SHG）[2]非线性光学效应需要逆对称性破缺。

在我们最近的工作中，我们提出了密度泛函理论（DFT）与+U Hubbard校正计算模型，预测了HPs.[3]中极化子的存在我们认为，在这些实验中，体反转对称性的破坏可能是由光致极化子引起的，极化子导致晶格的集体畸变。事实上，MAPI薄膜中极化子的存在或不存在可以解释关于MAPI极性的有争议的报道。报道的效应可能使第三代钙钛矿太阳能电池的效率超过Shockley-Queisser极限。我们的观察也为钙钛矿自旋电子学和可调谐太赫兹源开辟了新的场所。

［1］． P.A. Obraztsov等，通讯物理1,14（2018）。

[2]。A.A. Popkova等，OSA技术文摘JW3A.49(2018)。[3]。E. Welch，等，AIP进展6,125037（2016）。

单原子和少原子状态下的里德伯物理学

马克·萨弗曼，威斯康星大学

2019年11月15日，星期五
11:30am-12:30pm
林堂，105

里德伯相互作用已经成为实现量子计算和原子量子比特模拟的主要方法。里德堡阻断机制是导致纠缠的潜在效应，其保真度可能高到足以达到量子纠错的阈值。

我将在中性原子量子计算机中“深入皇冠体育研究”，并介绍使用优化脉冲序列实现长相干时间和高保真纠缠的方法。完全可扩展的量子计算将需要纠错，这带来了额外的实验要求，包括无串扰量子比特测量。我将展示如何利用物种间的里德伯相互作用来解决这一挑战。

机器学习辅助光子学：从优化设计到量子测量

Alexandra Boltasseva，普渡大学电气与计算机工程学院和Birck纳米技术中心

2019年11月18日，星期一
3:30pm-4:30pm
尼尔森大厅，170

新兴的光子概念，如光学超材料、超表面、新型激光器、单光子源和其他量子光子器件，以及新型光学材料平台，有望为信息处理和存储、通信系统、能量转换、成像、传感和量子信息技术带来革命性的进步。在追求下一代光子技术的过程中，机器学习方法已经成为发现非常规光学设计甚至发现新的光学现象的强大工具。在本次演讲中，将讨论各种光子设计方法以及新兴材料平台，展示用于高效热光伏元表面设计的机器学习辅助拓扑优化以及机器学习支持的量子光学测量。接下来的步骤是将光子优化与人工智能辅助算法和材料特性相结合，以设计先进的光子元件。

用于光电应用的混合砷-锑合金的分子束外延

Stephanie Tomasulo，海军皇冠体育研究实验室

2019年11月22日，星期五
11:30am-12:30pm
林堂，105

混合砷-锑（AsSb）材料具有直接带隙（Eg）范围为~0.5 eV至~1.8 eV，具有许多潜在的应用，包括光伏和红外探测。然而，这些材料的合成是相当不成熟和具有挑战性的。在本报告中，我们将探索与InP匹配的~1.6 eV InAlAsSb晶格和~0.04 eV变质InAsSb在覆盖该范围两端的GaSb上的分子束外延（MBE）。

作为与InP晶格匹配的最宽- eg III-V材料，高效，宽- eg InAlAsSb太阳能电池将有利于实现全晶格匹配三结太阳能电池的效率最大化。然而，该合金的不成熟性和混合v族性质都带来了重大挑战，需要深入皇冠体育研究。与变角椭偏光谱法提取的能量相比，InAlAsSb在MBE上的初步尝试导致了异常低的光致发光发射能量。为了进一步皇冠体育研究这种差异的原因，我们对In0.26Al0.74As0.88Sb0.22（期望Eg=1.64 eV）的衬底温度和V/III进行了系统皇冠体育研究，并将在本报告中报告结果。

在Eg范围的另一端，我们有变质InAsSb，它具有所有传统III-V材料中最低的Eg，使其对中长波长红外应用具有吸引力。然而，由于具有最低Eg的组合物与现有衬底的晶格不匹配，因此需要组合物渐变缓冲液来缓慢地将晶格常数从衬底的晶格常数渐变到所需组合物的晶格常数，以保持低缺陷密度。在这里，我们将在GaSb上呈现变质阶跃渐变的InAs1-xSbx缓冲液，使Sb掺入作为生长条件在x（~0.1-0.6）范围内的函数的皇冠体育研究成为可能。我们还皇冠体育研究了这种低eg材料体系的最佳生长条件和生长条件对位错动力学的影响。

自旋螺旋粒子：量子物质和量子技术的支持平台

陈勇，普渡大学

2019年12月5日，星期四
1:30pm-2:30pm
林堂，105

自旋是粒子最基本的量子特性之一。在这次演讲中，我将描述我们对“自旋螺旋”粒子（类似于自旋锁定动量的中微子，但针对电子和原子）的实验皇冠体育研究，作为实现新型量子物质和实现量子技术新应用的强大平台——从量子信息/模拟到量子化学/能量。例如，“拓扑绝缘体”（TI）表面的自旋螺旋电子使“拓扑自旋电池”[1]的观察成为可能，这为电诱导和读出核和电子自旋极化提供了独特的可能性。观察到由ti b[2]构成的约瑟夫森结和squid中的异常行为，这可能与“拓扑超导体”和“majorana费米子”的皇冠体育研究有关，并有望实现“拓扑保护”量子计算。另一个例子是，激光冷却原子的玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）中的自旋螺旋玻色子，具有“合成”自旋轨道耦合和规范场，使我们能够动态控制哈密顿量，并进行各种量子输运、干涉测量、化学甚至“对撞机”实验。我们展示了一种新的“干涉”方法，通过在自旋叠加态[3]中制备反应物来量子控制化学反应。该系统还可以用作量子模拟器来皇冠体育研究从相互作用系统[4]中的自旋退相干到电子材料[5]中不易实现的额外“合成”维度或弯曲空间中的新量子物质等现象。如果时间允许，我可能会简要讨论我的小组和普渡大学量子科学与工程皇冠体育研究所（PQSEI）的其他皇冠体育研究项目，从量子材料到量子传感。

参考文献：[1]J. Tian et al.，“关于三维拓扑绝缘体的电流诱导自旋极化的理解”，自然通讯，10,1461 (2019)；

[10] M.Kayyalha等，“超导体-拓扑绝缘体-超导体Josephson结的高偏转电流-相位关系”，物理学报，14 (4):1801 - 1801；

[10] D.Blasing等。“光化学反应中量子干涉与相干控制的观察”，中国物理学报，121,073202 (2018)；

[10]李春华等。“自旋-轨道耦合玻色-爱因斯坦凝聚体中自旋电流的产生和弛豫”，自然通讯，10,375 (2019)；

[10]李志强等，“合成霍尔圆柱体上的玻色-爱因斯坦凝聚体”，物理学报，34 (4):992 - 992

从量子物理到量子化学和量子生物学
Vladislav . Yakovlev，德克萨斯农工大学

2019年12月13日，星期五
11:30am-12:30pm
林堂，105

量子力学为我们周围的世界提供了最精确的描述。量子效应在量子计算机、量子通信等下一代技术的发展中发挥着重要作用。我们在90年代早期开发的量子控制思想现在正在成为现实，并正在实现不同的实际应用。我目前的皇冠体育研究兴趣是围绕成像和传感。我对利用分子系统的量子特性和光的量子态进行精确测量特别感兴趣，这可以提供具有更高灵敏度和特异性的新信息。在我的演讲中，我将提供一些历史介绍，并在总结了我以前和当前的一些工作之后，将尝试概述量子光学成像和传感的一些更广泛的应用。B. Kohler等人“控制物质的未来”，化学皇冠体育研究帐户28,133-140（1995）。