中外科學家實現零磁場核磁共振的普適量子控制
記者近日從中科大獲悉：該校杜江峰院士團隊彭新華教授課題組與德國亥姆霍茲研究所、加拿大滑鐵盧大學合作，首次實現零磁場核自旋體系的普適量子控制，并發展了用于評估量子控制和量子態的方法，這一成果有望推動零磁場核磁共振在生物、醫學、化學及基礎物理領域中的應用。成果發表在最新一期著名學術期刊《科學進展》上。 零磁場核磁共振是一個正在快速發展的新領域，它具有許多突出的優勢，例如消除了傳統核磁共振對超導磁體的依賴性、高分辨率譜學等。然而，零磁場核磁共振面臨多方面的困難。在實驗中，中科大課題組采用極其靈敏的原子磁力計作為探測器，來測量零磁場下極其微弱的核磁共振信號。實驗結果超過傳統核磁共振的譜線分辨率，展示了利用零磁場核磁共振實現的高分辨率譜學。課題組利用精心設計的組合脈沖實現原子核自旋的單比特門和多比特門，首次實現零磁場核磁共振的普適量子控制，同時發展了評估量子控制保真度的方法，對量子控制的質量進行了評估，操控保真度高達99%。基于該工......閱讀全文
中外科學家實現零磁場核磁共振的普適量子控制
記者近日從中科大獲悉：該校杜江峰院士團隊彭新華教授課題組與德國亥姆霍茲研究所、加拿大滑鐵盧大學合作，首次實現零磁場核自旋體系的普適量子控制，并發展了用于評估量子控制和量子態的方法，這一成果有望推動零磁場核磁共振在生物、醫學、化學及基礎物理領域中的應用。成果發表在最新一期著名學術期刊《科學進展》上
二維材料中首次實現核自旋量子位控制
據15日發表在《自然·材料》上的論文，美國普渡大學的研究人員通過使用光子和電子自旋量子位來控制二維（2D）材料中的核自旋，實現了在2D材料中寫入和讀取帶有核自旋的量子信息。他們用電子自旋量子位作為原子尺度的傳感器，首次在超薄六方氮化硼中實現了對核自旋量子位的實驗控制。該研究工作拓展了量子科學和技
室溫下量子材料實現“自旋”控制
科技日報北京8月16日電?（記者張佳欣）據《自然》雜志16日報道，英國劍橋大學領導的一個國際研究團隊找到了一種控制有機半導體中光和量子“自旋”相互作用的方法，即使在室溫下也能發揮作用，為潛在的量子應用開辟了新前景。幾乎所有量子技術都涉及自旋。電子運動時通常會形成穩定的電子對，一個電子自旋向上，一個電
“混血”納米設備可控制量子比特自旋
美國科學家使用其研發的獨特的金屬—半導體“混血”納米設備，演示了一種新的光和物質的相互作用，且在僅為幾納米的膠體納米結構中首次實現了對量子比特自旋進行完全的量子控制，這些新進展朝著制造出量子計算機邁開了更加關鍵的一步。該研究成果發表在7月1日的《自然》雜志上。 馬里蘭大學納
“基于核自旋量子調控的固態量子計算研究”通過驗收
10月22日，由中國科學技術大學杜江峰教授主持的國家重大科學研究計劃“基于核自旋量子調控的固態量子計算研究”項目課題結題驗收會在合肥召開。中科院理論物理所于淥院士、中科院武漢物數所葉朝輝院士、清華大學朱邦芬院士等擔任課題結題驗收組專家。科技部基礎司、中科院基礎局相關領導以及中國科大校長侯建國等出
物理所基于金剛石中氮空位中心的量子計算研究獲進展
金剛石中的氮-空位中心(Nitrogen-Vacancy center)是實現量子計算的優良載體。在純凈的金剛石中，一個氮原子取代碳原子，與相鄰格點中存在的空位(見圖1)會形成氮-空位中心。氮-空位中心具有如下特征：(1)在室溫下具有很長的電子自旋退相干時間;(2)用激光激發、微波操控和熒光
研究人員提出普適性混合量子系統
原文地址：http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2024/3/519409.shtm安徽理工大學力學與光電物理學院教授陳華俊研究團隊，提出一種以碳納米管振子為通用量子接口的混合多模量子系統。通過對系統中聲子耦合調制相位的有效調控，實現對群速度的量子操控，為實現芯片尺度
研究人員提出普適性混合量子系統
安徽理工大學力學與光電物理學院教授陳華俊研究團隊，提出一種以碳納米管振子為通用量子接口的混合多模量子系統。通過對系統中聲子耦合調制相位的有效調控，實現對群速度的量子操控，為實現芯片尺度上的量子信息處理提供了一個有前景的集成平臺。相關研究成果日前發表于《交叉科學》。多模式混合量子系統模型圖混合量子系統
物理所合作在重費米子材料量子臨界現象研究中獲進展
超導的出現與材料中的結構、磁或價態的不穩定性密切相關。在這些不穩定性所導致的相變點附近存在強烈的熱或量子漲落，會引起電子配對產生超導。在強關聯材料中，非常規超導往往出現在零溫反鐵磁相變（量子臨界點）附近，表明非常規超導依存于磁性量子漲落。實驗上對反鐵磁母體加壓／磁場或化學摻雜，往往可以在磁性相變
中科院：一維自旋電荷分離現象研究獲進展
中國科學院精密測量科學與技術創新研究院研究員管習文、博士研究生何豐、研究員姜玉鑄與中科院院士、北京計算科學研究中心主任林海青，美國萊斯大學教授Randy Hulet和浦晗合作，通過量子可積系統理論，得到一維超冷費米氣體獨特的分數化準粒子和自旋-電荷分離現象的精確結果，并給出實驗驗證該一維多體物理
各向異性量子Rabi模型量子相變及其普適性研究取得進展
連續相變普適性概念的建立是二十世紀相變理論最為核心和迷人的成果之一。近來，中國科學院理論物理研究所陳曉松研究員及合作者系統研究了各向異性量子Rabi模型的量子相變問題。他們通過解析和數值計算模型的臨界指數和標度函數，在這樣一個有限自由度系統的相變中建立了普適性的概念，并論述了其與熱力學極限下傳統
電子自旋的聲學操縱能改善量子控制
近日，德俄科學家合作研發一種自旋量子位的聲學操控方法，展示了表面聲波的應變場與碳化硅中硅空位的激發態自旋之間的相互作用。新方法有望改善電子自旋的量子控制，并為微型量子設備高效處理量子信息提供新的可能性。 色心是晶體中的晶格缺陷，可以捕獲一個或多個額外電子。被捕獲的電子通常會吸收可見光譜中的光
電子自旋的聲學操縱能改善量子控制
近日，德俄科學家合作研發一種自旋量子位的聲學操控方法，展示了表面聲波的應變場與碳化硅中硅空位的激發態自旋之間的相互作用。新方法有望改善電子自旋的量子控制，并為微型量子設備高效處理量子信息提供新的可能性。 色心是晶體中的晶格缺陷，可以捕獲一個或多個額外電子。被捕獲的電子通常會吸收可見光譜中的光，
我國學者在三線態光化學的量子相干調控研究方面取得進展
圖 量子點-分子雜化自由基對的光化學相干調控原理，強磁場（7 T）下直接觀測到自由基對的量子拍頻（證明其量子相干特性），以及基于量子相干實現了自由基復合動力學的高效磁場調控 在國家自然科學基金項目（批準號：22173098）資助下，中國科學院大連化學物理研究所吳凱豐研究員團隊在光化學自旋調控研究中
在原子核內存儲數據－史上最小記憶體誕生
據美國《大眾科學》雜志近日報道，美國物理學家日前實現了在原子核磁自旋中存儲信息近兩分鐘，從而制造出目前最持久的自旋電子器件，這也可能是世界上最小的電腦記憶體。 此次研究由美國猶他大學發起，研究人員嘗試在壽命相對較長的原子核里存儲數據。他們，并研究了環繞其軌道運行的自旋電子信息，接著使用
突破5000倍，我國首次利用暗態自旋實現極弱磁場量子放大
記者24日從中國科學技術大學獲悉，該校彭新華教授、江敏副教授團隊首次利用暗態自旋實現極弱磁場的量子放大，磁場放大倍數突破5000倍，單次磁場測量精度達到0.1fT（1fT=10的負15次方特斯拉）水平。相關研究成果日前發表于國際學術期刊《美國國家科學院院刊》。 極弱磁場探測技術對于生產生活、國
突破5000倍，我國首次利用暗態自旋實現極弱磁場量子放大
記者24日從中國科學技術大學獲悉，該校彭新華教授、江敏副教授團隊首次利用暗態自旋實現極弱磁場的量子放大，磁場放大倍數突破5000倍，單次磁場測量精度達到0.1fT（1fT=10的負15次方特斯拉）水平。相關研究成果日前發表于國際學術期刊《美國國家科學院院刊》。極弱磁場探測技術對于生產生活、國家安全以
實驗室分析儀器核磁共振相關的原子核的物理性質
1.核磁共振中原子核的直觀屬性原子核可以看作是帶正電荷的質點,或稱為點電荷。在所有元素的同位素中,有些原子核不具有自旋,但有些原子核有自旋。具有自旋的原子核是核磁共振研究的對象。2.原子核自旋的分類及自旋量子數具有自旋的原子核各自有不同的自旋特征,在核物理中描述為具有不同的自旋量子數I。原子核的自旋
核磁共振波譜儀與核磁共振相關的原子核的物理性質
1.核磁共振中原子核的直觀屬性原子核可以看作是帶正電荷的質點,或稱為點電荷。在所有元素的同位素中,有些原子核不具有自旋,但有些原子核有自旋。具有自旋的原子核是核磁共振研究的對象。2.原子核自旋的分類及自旋量子數具有自旋的原子核各自有不同的自旋特征,在核物理中描述為具有不同的自旋量子數I。原子核的自旋
研究實現三線態光化學過程的量子相干調控
近日，中國科學院大連化學物理研究所研究員吳凱豐與副研究員朱井義團隊在光化學與光物理交叉領域中取得進展。該團隊直接觀測到量子點-有機分子構成的雜化自由基對的量子相干特性，實現了三線態光化學產率的高效磁場相干調控。光致電荷分離后會生成兩個自旋關聯的自由基，稱為自由基對。自由基對具有單線態和三線態自旋構型
核磁共振波譜法基本原理（一）
(一)原子核的磁性質原子核是帶正電的粒子，實驗證明大多數原子核在做自旋運動，因而具有一定的自旋角動量，用P表示，角動量是一個矢量，其方向服從右手螺旋定則。核由自旋產生的角動量不是任意數值，而是由自旋量子數決定的。根據量子力學理論，原子核的總角動量P的值為式中，h為普朗克常量；h為角動量的單位，h=h
物理所等發現自旋阻挫重費米子體系中的量子臨界相
當一個二級相變通過非溫度控制的外參量被連續壓制到絕對零度附近時，體系會發生量子相變。發生量子相變的臨界點，即量子臨界點，是絕對零度條件下位于外參量軸上的一個點，通常可以通過調控壓力、磁場等手段來獲得。量子相變和有限溫度下由熱漲落控制的相變不同，其物理本質是基于海森堡不確定原理的量子漲落行為。量子
武漢物數所將接觸理論推廣到自旋軌道耦合冷原子體系
近日，中國科學院武漢物理與數學研究所江開軍研究組與美國佐治亞理工學院教授檀時鈉合作，首次將接觸理論擴展到自旋-軌道耦合費米氣體中。 自旋-軌道耦合效應在超冷原子氣體中的實現，使人們能夠在可控條件下研究拓撲超導和絕緣體等新奇物理現象。超冷原子氣體通常由幾十萬甚至上百萬個原子組成，理論研究這種量子
首次在單自旋層面上精確檢驗信息熱力學等式
近日，中國科學院武漢物理與數學研究所馮芒研究團隊與上海交通大學教授麻志浩、英國牛津大學教授V. Vedral合作，利用超冷離子實驗平臺，在單自旋層面上首次高精度地檢驗了非平衡動力學過程中的一個信息熱力學等式。實驗原理圖純態下信息論等式和互信息總量的實驗測量值 相關研究成果發表在《物理評論快報》
武漢物數所在量子氣體普適理論研究中取得進展
近日，中科院武漢物理與數學研究所管習文研究員課題組與中山大學、新加坡南洋科技大學、澳大利亞國立大學及北京計算科學研究中心合作，在一維量子多體普適理論研究方向取得新進展，其結果發表在《物理評論快報》(PRL)上。 一維量子多體系統具有典型的強關聯特征。通常Tomonaga-Luttinger
實驗室分析儀器核磁共振譜儀定義、發展及基本原理
核磁共振是指一個射頻場引起有磁矩的原子核與外磁場相互作用而產生的磁能之間的躍遷。核磁共振波譜儀是基于核磁矩不等于零的原子核,在靜磁場作用下,對穩定頻率電磁波的吸收現象來研究物質結構的一種工具。分析工作者從共振峰的數和相對的強度、化學位移和弛豫時間等參數進行物質結構分析。一、核磁共振的定義核磁共振(n
研究實現三線態光化學過程的量子相干調控
研究示意圖。中國科學院大連化學物理研究所供圖中國科學院大連化學物理研究所研究員吳凱豐與副研究員朱井義團隊直接觀測到量子點-有機分子構成的雜化自由基對的量子相干特性，并實現了三線態光化學產率的高效磁場相干調控。1月6日，相關研究成果發表于《自然-材料》。光致電荷分離之后會生成兩個自旋關聯的自由基，它們
核磁共振波譜法測定乙基苯的結構實驗
實驗方法原理 原子核可看作核電荷均勻分布的球體，并象陀螺一樣自旋，有磁矩產生，是核磁共振研究的主要對象。磁矩不為零的原子核存在核自旋。由此產生的核磁矩μ的大小與磁場方向的角動量P有關：μ＝γ P式中，γ為磁旋比，每種核有其固定值。而且，P＝mh/2π或μ＝mγh/2π式中，h為Plank常數（6.6
物理所提出重費米子超導的一個唯象模型
重費米子超導是最早發現的非常規超導，雖然超導轉變溫度Tc普遍較低，一般只有1 K左右[目前最高為17.5 K（PuCoGa5）]，但是重費米子超導材料種類繁多，迄今已有40余種，涵蓋多種類型的晶體和電子結構。這些材料中存在異常豐富的奇異態，并且往往與超導相伴而生，其量子臨界漲落是導致重費米子超導
核磁共振的基本原理
原子核的自旋核磁共振主要是由原子核的自旋運動引起的。不同的原子核，自旋運動的情況不同，它們可 以用核的自旋量子數I來表示。自旋量子數與原子的質量數和原子序數之間存在一定的關系，大致分為三種情況，如下表。分類質量數原子序數自旋量子數INMR信號I偶數偶數0無II偶數奇數1,2,3，…（I為整數）有II