中外科学家实现零磁场核磁共振的普适量子控制
记者近日从中科大获悉：该校杜江峰院士团队彭新华教授课题组与德国亥姆霍兹研究所、加拿大滑铁卢大学合作，首次实现零磁场核自旋体系的普适量子控制，并发展了用于评估量子控制和量子态的方法，这一成果有望推动零磁场核磁共振在生物、医学、化学及基础物理领域中的应用。成果发表在最新一期著名学术期刊《科学进展》上。 零磁场核磁共振是一个正在快速发展的新领域，它具有许多突出的优势，例如消除了传统核磁共振对超导磁体的依赖性、高分辨率谱学等。然而，零磁场核磁共振面临多方面的困难。在实验中，中科大课题组采用极其灵敏的原子磁力计作为探测器，来测量零磁场下极其微弱的核磁共振信号。实验结果超过传统核磁共振的谱线分辨率，展示了利用零磁场核磁共振实现的高分辨率谱学。课题组利用精心设计的组合脉冲实现原子核自旋的单比特门和多比特门，首次实现零磁场核磁共振的普适量子控制，同时发展了评估量子控制保真度的方法，对量子控制的质量进行了评估，操控保真度高达99%。基于该工......阅读全文
中外科学家实现零磁场核磁共振的普适量子控制
记者近日从中科大获悉：该校杜江峰院士团队彭新华教授课题组与德国亥姆霍兹研究所、加拿大滑铁卢大学合作，首次实现零磁场核自旋体系的普适量子控制，并发展了用于评估量子控制和量子态的方法，这一成果有望推动零磁场核磁共振在生物、医学、化学及基础物理领域中的应用。成果发表在最新一期著名学术期刊《科学进展》上
二维材料中首次实现核自旋量子位控制
据15日发表在《自然·材料》上的论文，美国普渡大学的研究人员通过使用光子和电子自旋量子位来控制二维（2D）材料中的核自旋，实现了在2D材料中写入和读取带有核自旋的量子信息。他们用电子自旋量子位作为原子尺度的传感器，首次在超薄六方氮化硼中实现了对核自旋量子位的实验控制。该研究工作拓展了量子科学和技
室温下量子材料实现“自旋”控制
科技日报北京8月16日电 （记者张佳欣）据《自然》杂志16日报道，英国剑桥大学领导的一个国际研究团队找到了一种控制有机半导体中光和量子“自旋”相互作用的方法，即使在室温下也能发挥作用，为潜在的量子应用开辟了新前景。几乎所有量子技术都涉及自旋。电子运动时通常会形成稳定的电子对，一个电子自旋向上，一个电
“混血”纳米设备可控制量子比特自旋
美国科学家使用其研发的独特的金属—半导体“混血”纳米设备，演示了一种新的光和物质的相互作用，且在仅为几纳米的胶体纳米结构中首次实现了对量子比特自旋进行完全的量子控制，这些新进展朝着制造出量子计算机迈开了更加关键的一步。该研究成果发表在7月1日的《自然》杂志上。 马里兰大学纳
“基于核自旋量子调控的固态量子计算研究”通过验收
10月22日，由中国科学技术大学杜江峰教授主持的国家重大科学研究计划“基于核自旋量子调控的固态量子计算研究”项目课题结题验收会在合肥召开。中科院理论物理所于渌院士、中科院武汉物数所叶朝辉院士、清华大学朱邦芬院士等担任课题结题验收组专家。科技部基础司、中科院基础局相关领导以及中国科大校长侯建国等出
研究人员提出普适性混合量子系统
安徽理工大学力学与光电物理学院教授陈华俊研究团队，提出一种以碳纳米管振子为通用量子接口的混合多模量子系统。通过对系统中声子耦合调制相位的有效调控，实现对群速度的量子操控，为实现芯片尺度上的量子信息处理提供了一个有前景的集成平台。相关研究成果日前发表于《交叉科学》。多模式混合量子系统模型图混合量子系统
研究人员提出普适性混合量子系统
原文地址：http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2024/3/519409.shtm安徽理工大学力学与光电物理学院教授陈华俊研究团队，提出一种以碳纳米管振子为通用量子接口的混合多模量子系统。通过对系统中声子耦合调制相位的有效调控，实现对群速度的量子操控，为实现芯片尺度
物理所基于金刚石中氮空位中心的量子计算研究获进展
金刚石中的氮-空位中心(Nitrogen-Vacancy center)是实现量子计算的优良载体。在纯净的金刚石中，一个氮原子取代碳原子，与相邻格点中存在的空位(见图1)会形成氮-空位中心。氮-空位中心具有如下特征：(1)在室温下具有很长的电子自旋退相干时间;(2)用激光激发、微波操控和荧光
物理所合作在重费米子材料量子临界现象研究中获进展
超导的出现与材料中的结构、磁或价态的不稳定性密切相关。在这些不稳定性所导致的相变点附近存在强烈的热或量子涨落，会引起电子配对产生超导。在强关联材料中，非常规超导往往出现在零温反铁磁相变（量子临界点）附近，表明非常规超导依存于磁性量子涨落。实验上对反铁磁母体加压／磁场或化学掺杂，往往可以在磁性相变
中科院：一维自旋电荷分离现象研究获进展
中国科学院精密测量科学与技术创新研究院研究员管习文、博士研究生何丰、研究员姜玉铸与中科院院士、北京计算科学研究中心主任林海青，美国莱斯大学教授Randy Hulet和浦晗合作，通过量子可积系统理论，得到一维超冷费米气体独特的分数化准粒子和自旋-电荷分离现象的精确结果，并给出实验验证该一维多体物理
各向异性量子Rabi模型量子相变及其普适性研究取得进展
连续相变普适性概念的建立是二十世纪相变理论最为核心和迷人的成果之一。近来，中国科学院理论物理研究所陈晓松研究员及合作者系统研究了各向异性量子Rabi模型的量子相变问题。他们通过解析和数值计算模型的临界指数和标度函数，在这样一个有限自由度系统的相变中建立了普适性的概念，并论述了其与热力学极限下传统
电子自旋的声学操纵能改善量子控制
近日，德俄科学家合作研发一种自旋量子位的声学操控方法，展示了表面声波的应变场与碳化硅中硅空位的激发态自旋之间的相互作用。新方法有望改善电子自旋的量子控制，并为微型量子设备高效处理量子信息提供新的可能性。 色心是晶体中的晶格缺陷，可以捕获一个或多个额外电子。被捕获的电子通常会吸收可见光谱中的光，
电子自旋的声学操纵能改善量子控制
近日，德俄科学家合作研发一种自旋量子位的声学操控方法，展示了表面声波的应变场与碳化硅中硅空位的激发态自旋之间的相互作用。新方法有望改善电子自旋的量子控制，并为微型量子设备高效处理量子信息提供新的可能性。 色心是晶体中的晶格缺陷，可以捕获一个或多个额外电子。被捕获的电子通常会吸收可见光谱中的光
中国科大首次利用超极化分子核自旋实现磁场信号放大
中国科学技术大学自旋磁共振实验室彭新华教授、江敏教授及其合作者，系统发展了分子核自旋的超极化技术，并提出将其用于量子传感的新方法，首次实现了基于超极化分子核自旋的磁场信号放大，将核自旋对微弱磁场的响应能力至少提升了四个数量级。相关研究成果以"Hyperpolarized Molecular Nucl
在原子核内存储数据－史上最小记忆体诞生
据美国《大众科学》杂志近日报道，美国物理学家日前实现了在原子核磁自旋中存储信息近两分钟，从而制造出目前最持久的自旋电子器件，这也可能是世界上最小的电脑记忆体。 此次研究由美国犹他大学发起，研究人员尝试在寿命相对较长的原子核里存储数据。他们，并研究了环绕其轨道运行的自旋电子信息，接着使用
我国学者在三线态光化学的量子相干调控研究方面取得进展
图 量子点-分子杂化自由基对的光化学相干调控原理，强磁场（7 T）下直接观测到自由基对的量子拍频（证明其量子相干特性），以及基于量子相干实现了自由基复合动力学的高效磁场调控 在国家自然科学基金项目（批准号：22173098）资助下，中国科学院大连化学物理研究所吴凯丰研究员团队在光化学自旋调控研究中
突破5000倍，我国首次利用暗态自旋实现极弱磁场量子放大
记者24日从中国科学技术大学获悉，该校彭新华教授、江敏副教授团队首次利用暗态自旋实现极弱磁场的量子放大，磁场放大倍数突破5000倍，单次磁场测量精度达到0.1fT（1fT=10的负15次方特斯拉）水平。相关研究成果日前发表于国际学术期刊《美国国家科学院院刊》。极弱磁场探测技术对于生产生活、国家安全以
突破5000倍，我国首次利用暗态自旋实现极弱磁场量子放大
记者24日从中国科学技术大学获悉，该校彭新华教授、江敏副教授团队首次利用暗态自旋实现极弱磁场的量子放大，磁场放大倍数突破5000倍，单次磁场测量精度达到0.1fT（1fT=10的负15次方特斯拉）水平。相关研究成果日前发表于国际学术期刊《美国国家科学院院刊》。 极弱磁场探测技术对于生产生活、国
核磁共振波谱仪与核磁共振相关的原子核的物理性质
1.核磁共振中原子核的直观属性原子核可以看作是带正电荷的质点,或称为点电荷。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对象。2.原子核自旋的分类及自旋量子数具有自旋的原子核各自有不同的自旋特征,在核物理中描述为具有不同的自旋量子数I。原子核的自旋
实验室分析仪器核磁共振相关的原子核的物理性质
1.核磁共振中原子核的直观属性原子核可以看作是带正电荷的质点,或称为点电荷。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对象。2.原子核自旋的分类及自旋量子数具有自旋的原子核各自有不同的自旋特征,在核物理中描述为具有不同的自旋量子数I。原子核的自旋
核磁共振波谱法基本原理（一）
(一)原子核的磁性质原子核是带正电的粒子，实验证明大多数原子核在做自旋运动，因而具有一定的自旋角动量，用P表示，角动量是一个矢量，其方向服从右手螺旋定则。核由自旋产生的角动量不是任意数值，而是由自旋量子数决定的。根据量子力学理论，原子核的总角动量P的值为式中，h为普朗克常量；h为角动量的单位，h=h
研究实现三线态光化学过程的量子相干调控
近日，中国科学院大连化学物理研究所研究员吴凯丰与副研究员朱井义团队在光化学与光物理交叉领域中取得进展。该团队直接观测到量子点-有机分子构成的杂化自由基对的量子相干特性，实现了三线态光化学产率的高效磁场相干调控。光致电荷分离后会生成两个自旋关联的自由基，称为自由基对。自由基对具有单线态和三线态自旋构型
物理所等发现自旋阻挫重费米子体系中的量子临界相
当一个二级相变通过非温度控制的外参量被连续压制到绝对零度附近时，体系会发生量子相变。发生量子相变的临界点，即量子临界点，是绝对零度条件下位于外参量轴上的一个点，通常可以通过调控压力、磁场等手段来获得。量子相变和有限温度下由热涨落控制的相变不同，其物理本质是基于海森堡不确定原理的量子涨落行为。量子
武汉物数所将接触理论推广到自旋轨道耦合冷原子体系
近日，中国科学院武汉物理与数学研究所江开军研究组与美国佐治亚理工学院教授檀时钠合作，首次将接触理论扩展到自旋-轨道耦合费米气体中。 自旋-轨道耦合效应在超冷原子气体中的实现，使人们能够在可控条件下研究拓扑超导和绝缘体等新奇物理现象。超冷原子气体通常由几十万甚至上百万个原子组成，理论研究这种量子
磁霍普夫子构筑研究获进展
近期，中国科学院合肥物质科学研究院联合安徽大学、上海科技大学、美国新罕布什尔大学，在磁霍普夫子构筑方面取得进展。此前研究提出的三维拓扑孤子霍普夫子，其拓扑特性由霍普夫荷描述，并以环、链、扭结等丰富拓扑特征，关联着托卡马克聚变约束、量子场激发、早期宇宙弦等物理前沿方向。因其高度普适性，实验实现其稳定生
武汉物数所在量子气体普适理论研究中取得进展
近日，中科院武汉物理与数学研究所管习文研究员课题组与中山大学、新加坡南洋科技大学、澳大利亚国立大学及北京计算科学研究中心合作，在一维量子多体普适理论研究方向取得新进展，其结果发表在《物理评论快报》(PRL)上。 一维量子多体系统具有典型的强关联特征。通常Tomonaga-Luttinger
首次在单自旋层面上精确检验信息热力学等式
近日，中国科学院武汉物理与数学研究所冯芒研究团队与上海交通大学教授麻志浩、英国牛津大学教授V. Vedral合作，利用超冷离子实验平台，在单自旋层面上首次高精度地检验了非平衡动力学过程中的一个信息热力学等式。实验原理图纯态下信息论等式和互信息总量的实验测量值 相关研究成果发表在《物理评论快报》
实验室分析仪器核磁共振谱仪定义、发展及基本原理
核磁共振是指一个射频场引起有磁矩的原子核与外磁场相互作用而产生的磁能之间的跃迁。核磁共振波谱仪是基于核磁矩不等于零的原子核,在静磁场作用下,对稳定频率电磁波的吸收现象来研究物质结构的一种工具。分析工作者从共振峰的数和相对的强度、化学位移和弛豫时间等参数进行物质结构分析。一、核磁共振的定义核磁共振(n
研究实现三线态光化学过程的量子相干调控
研究示意图。中国科学院大连化学物理研究所供图中国科学院大连化学物理研究所研究员吴凯丰与副研究员朱井义团队直接观测到量子点-有机分子构成的杂化自由基对的量子相干特性，并实现了三线态光化学产率的高效磁场相干调控。1月6日，相关研究成果发表于《自然-材料》。光致电荷分离之后会生成两个自旋关联的自由基，它们
核磁共振波谱法测定乙基苯的结构实验
实验方法原理 原子核可看作核电荷均匀分布的球体，并象陀螺一样自旋，有磁矩产生，是核磁共振研究的主要对象。磁矩不为零的原子核存在核自旋。由此产生的核磁矩μ的大小与磁场方向的角动量P有关：μ＝γ P式中，γ为磁旋比，每种核有其固定值。而且，P＝mh/2π或μ＝mγh/2π式中，h为Plank常数（6.6