超导量子比特耦合与测控的物理原理

把多个超导量子比特耦合起来并实现对它们的测控是实现超导量子计算的重要一步。作为“物理前沿介绍——超导量子计算”系列的第四篇,本文系统阐述超导量子比特耦合,操控与测量的物理原理,并给出了一套基本的量子操控与测量的流程。作为例子对新近一些超导量子比特实验的设计方案进行讨论,最后对超导量子比特测控基础表征过程给出统一的流程图,并对超导量子计算进行了展望。本文旨在帮助广大高校物理专业教师、高年级本科生、研究生以及对超导量子计算感兴趣的理工科背景读者系统了解操控与测量超导量子比特的物理原理。     

Er3+:NaY(Wo.9Moo.1O4)2晶体的生长及光谱性能

采用提拉法(CZ法),生长出质量良好的Er3+:NaY(W0.9Mo0.1O4)2晶体.通过X射线粉末衍射,红外光谱分析,并与NaY(WO4)2相比较,得到Er3+:NaY(W0.9Mo0.1O4)2晶体的结构与NYW类似,仍为四方晶系的白钨矿结构,I4(1)/α空间群.测定了晶体的实际组成,得到晶体中各元素均按理论值进行掺杂,计算了掺杂离子的分凝系数约为1.15.在光谱性质上,测试了晶体的吸收光谱,及晶体在50～1000cm-1波数范围内的拉曼光谱,并计算了各吸收峰的半峰宽及吸收系数A.     

低照度固体成像夜视头戴系统物镜设计

为满足夜间低照度天候条件下装备维修保障需求,设计了一款大相对孔径的可见光/近红外波段的复消色差物镜。通过选择合适的光学玻璃材料,在可见/近红外波段很好地校正了二级光谱。设计完成的大相对孔径物镜焦距3.75 mm,F#为1.2,视场70.25°,畸变-17.5%,系统总长40 mm。该共焦型物镜在486～950 nm光谱范围条件下,无需调焦即能满足夜间观察使用需求,为低照度夜视头戴系统光学模组研制提供了新的技术手段。     

一个解决溶剂峰分离的新手段

在凝胶色谱的测试中,由于样品和溶剂的原因,经常会出现溶剂峰.目前,普遍认为,溶剂峰的出现是有两个原因造成的,一是样品中未反应的单体、合成过程中加入的低分子添加剂等小分子的物质,或者一些容易吸潮的样品,吸收了空气中的水份.另外一个原因是凝胶色谱仪器用的流动相的溶剂和溶解样品的溶剂不是同一批号.例如,新出厂的四氢呋喃(THF)试剂,为了防止试剂的氧化,一般都加入一些抗氧化剂.溶剂峰出现的干扰了我们的数据处理的结果.     

胞外囊泡异质性无标记表征技术研究进展

胞外囊泡(extracellular vesicles, EVs)是细胞在信息传递和环境调控时产生的磷脂双分子层膜包裹的囊泡(尺寸为30～1000 nm).近十五年,其生物及临床相关研究发展迅猛,已被视为是细胞间信息传递、癌宿主调节等动态过程的关键因素之一.尽管胞外囊泡具有重要的生物学功能,但其尺寸小、结构脆弱且易聚集,传统生化分析和检测技术难以对其实现精准表征.目前, EVs相关的大多数表征技术采用“批量分析”形式,仅提供大量外泌体的平均结果.为了加深对胞外囊泡异质性的认识,以单个EVs为目标的表征技术将成为新的趋势.本文概述了单颗粒水平胞外囊泡表征的光学和非光学的无标记表征方法,包括拉曼显微、等离激元技术、原子力显微和电子显微技术等.相比于传统整体分析方法,单颗粒水平胞外囊泡表征能够提供更加丰富的信息,在生物医药基础研究领域有着广阔前景.     

含氢类金刚石薄膜的生长及表征

采用射频-等离子体辅助化学气相沉积(RF-PECVD)法在硅片、玻璃上生长类金刚石薄膜.通过Raman光谱、AFM等测试手段,研究不同的生长工艺条件下类金刚石薄膜的性质的变化.实验表明,RF-PECVD生长DLC膜,在上方电极处以及较低功率下可获得较高sp3含量的薄膜.     

迷迭香酸磁性分子印迹聚合物的合成及应用

本文使用磁性分子印迹技术,合成了同时具有超顺磁性和吸附选择性的迷迭香酸磁性分子印迹聚合物(R-MMIPs)。在外加磁场的作用下,R-MMIPs可以快速提取分离复杂基质中的迷迭香酸。采用扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、透射电子显微镜(TEM)和磁强振动计(VSM)对纳米材料的微观结构进行表征。通过吸附实验评价其结合能力和特异性,其最大吸附量为8.68 mg/g。此外,R-MMIPs成功地实现了从实际样品中提取和分离迷迭香酸,加标回收率为88.1%～107.5%。本方法具有操作简便、吸附速度快、选择性高等优点,适用于复杂基质中迷迭香酸的快速选择性分离。     

（Ti,Al）N薄膜光学性能的研究

研究了（Ｔｉ，Ａｌ）薄膜的光学特性，对其反射和透射光谱作了仔细分析。运用Ｈａｄｌｅｙ方程，算出一定成分（Ｔｉ，Ａｌ）Ｎ膜的折射率ｎ，消光系数ｋ随波长的变化关系。又根据透射曲线，计算出了（Ｔｉ，Ａｌ）Ｎ膜的光隙能。     

扫描环形光斑激光束优化研究

激光束的形状和能量分布限定了激光的应用范围,为满足不同的激光加工需要,必须对激光束进行变换。针对实验室用CO2激光器在热处理方面的应用,提出了激光扫描环形光斑光束优化法。基于温度场叠加原理建立了扫描环形光斑温度场的数学模型,模拟其温度场,可得到其温度分布特性;通过实验研究,分析了聚焦光斑与扫描环形光斑在激光淬火中对材料的热作用效果。结果表明,扫描环形光斑能改善激光热处理硬化层分布。理论和实验研究表明,激光扫描环形光斑技术可以实现激光热处理光束的优化,有一定的应用前景。     

β-榄香烯振动光谱的量子化学从头计算

利用G98及GAMESS从头计算程序的RHF／6－31方法,对β－榄香烯的全部振动基频作了计算,并与实测红外光谱做了对比,归属了它们的振动模式,讨论了它们的特征基频,并对理论计算的振动频率进行了标度校正。