Наиболее популярными на сегодняшний день квантовыми вычислителями являются спиновые кубиты, а особенно можно выделить дырочные спиновые кубиты. Базовым материалом для реализации данной технологии считается германий. Главной особенностью германия является сильное спин-орбитальное взаимодействие, способность к масштабируемости и совместимость с классическим производственным процессом. В данной работе методом ab-initio расчета было произведено построение модели интерфейса Ge-Si и исследованы квантовые состояния интерфейса кремния и германия, представляющего собой тонкослойную структуру Ge, заключённую между слоями Si, при наличии в нём дырок с четным и нечетным числом. Были определены локализации дырочных состояний в интерфейсе, произведен анализ зарядового распределения в системе.
Идентификаторы и классификаторы
В настоящее время активно развиваются технологии создания квантовых вычислителей, которые потенциально будут способны решать задачи, невозможные для классических вычислителей. Для реализации фундаментальной единицы квантовой информации – квантового кубита, наиболее перспективными являются спиновые кубиты [1 – 3]. Теоретически было доказано [4], что для реализации спиновых кубитов могут использоваться не только валентные электроны, но и дырки. Так, для вакантных состояний валентной зоны менее свойственно проявление ультратонкого взаимодействия.
Список литературы
1. Loss D., DiVincenzo D.P. Quantum computation with quantum dots // Phys. Rev. A - At. Mol. Opt. Phys. American Physical Society. - 1998. - Vol. 57, No. 1. - P. 120-126.
2. DiVincenzo D.P. The physical implementation of quantum computation // Fortschritte der Phys. - 2000. - Vol. 48, No. 9-11. - P. 771-783.
3. Koppens F.H.L. et al. Driven coherent oscillations of a single electron spin in a quantum dot // Nature. Nature Publishing Group. - 2006. - Vol. 442, No. 7104. - P. 766-771. EDN: MLJZST
4. Kloeffel C., Loss D. Prospects for spin-based quantum computing in quantum dots // Annu. Rev. Condens. Matter Phys. Annual Reviews. - 2013. - Vol. 4, No. 1. - P. 51-81.
5. Higginbotham A.P. et al. Hole spin coherence in a Ge/Si heterostructure nanowire // Nano Lett. American Chemical Society. - 2014. - Vol. 14, No. 6. - P. 3582-3586. EDN: UREEOZ
6. Marcellina E. et al. Spin-orbit interactions in inversion-asymmetric two-dimensional hole systems: A variational analysis // Phys. Rev. B. - 2017. - Vol. 95, No. 7. - P. 1-14.
7. Watzinger H. Ge hut wires - from growth to hole spin resonance // PhD Thesis. - 2018.
8. Scappucci G. et al. The germanium quantum information route // Nat. Rev. Mater. - 2020. - P. 1-26. EDN: ZLUQIT
9. Luttinger J.M., Kohn W. Motion of Electrons and Holes in Perturbed Periodic Fields // Phys. Rev. American Physical Society. - 1955. - Vol. 97, No. 4. - P. 869-883.
10. Winkler R. et al. Spin orientation of holes in quantum wells // Semicond. Sci. Technol. IOP Publishing. - 2008. - Vol. 23, No. 11. - P. 13.
11. Aggarwal K. et al. Enhancement of proximity-induced superconductivity in a planar Ge hole gas // Phys. Rev. Res. - 2021. - Vol. 3, No. 2. EDN: TQCQXL
12. Jirovec D. et al. A singlet triplet hole spin qubit in planar Ge. - 2020.
13. Lauhon L.J. et al. Epitaxial core-shell and core-multishell nanowire heterostructures // Nature. Nature. - 2002. - Vol. 420, No. 6911. - P. 57-61.
14. Kodambaka S. et al. Germanium nanowire growth below the eutectic temperature // Science (80 ). American Association for the Advancement of Science. - 2007. - Vol. 316, No. 5825. - P. 729-732. EDN: MMCGON
15. Lada Vukušic. Charge sensing and spin relaxation times of holes in Ge hut wires // PhD Thesis. - 2018.
16. Gao F. et al. Site-Controlled Uniform Ge/Si Hut Wires with Electrically Tunable Spin-Orbit Coupling // Adv. Mater. - 2020. - Vol. 32, No. 16. EDN: ZUCFZE
17. Nano Lett. - 2020. - 20. - 7. - 5201-5206. EDN: ZSBRYO
18. Zhang J.J. et al. Monolithic growth of ultrathin Ge nanowires on Si(001) // Phys. Rev. Lett. - 2012. - Vol. 109, No. 8. - P. 1-5. EDN: RFZGZB
19. Katsaros G. et al. Zero Field Splitting of Heavy-Hole States in Quantum Dots // Nano Lett. - 2020. - Vol. 20, No. 7. - P. 5201-5206. EDN: ZSBRYO
20. Kukučka J. Implementation of a hole spin qubit in Ge hut wires and dispersive spin sensing // PhD Thesis. - 2020.
21. Lawrie, W.I.L., Rimbach-Russ, M., Riggelen, F.v. et al. Simultaneous single-qubit driving of semiconductor spin qubits at the fault-tolerant threshold. Nat Commun. - 2023. - 14. - 3617. DOI: 10.1038/s41467-023-39334-3 EDN: PSMTEJ
22. Advanced capabilities for materials modelling with Quantum ESPRESSO / P. Giannozzi. O. Andreussi, T. Brumme, et al. //j. Phys.: Condens. Matter. - 2017. - 29 465901. EDN: VDSPOH
23. Von Barth, U. and Car, R., ‘‘Ground State Properties of Bulk Si as a Test of the Langreth-Perdew-Mehl Scheme for Exchange and Correlation,’’ unpublished work, IBM (Thomas J. Watson Research Center, New York 1982).
24. Gonze X., Stumpf R., Scheffer M. Analysis of separable potentials // Phys. Rev. B. - 1991. - V. 44, No 16. - P. 8503-8513.
25. Momma K. and Izumi F. VESTA 3 for three-dimensional visualization of crystal, volumetric and morphology data. J. Appl. Crystallogr. - 2011. - 44 1272-1276. EDN: PMGSIP
26. M.I. Aroyo.International Tables for Crystallography Volume A: Space-group symmetry Second online edition. - 2016.
27. Hom, T., Kiszenick, W., Post, B. Accurate lattice constants from multiple reflection measurements. II. Lattice constants of germanium silicon, and diamond //j. Appl. Cryst. - 1975. - No. 8. - P. 457-458.
28. Chibisov A., Aleshin M., Chibisova M. DFT Analysis of Hole Qubits Spin State in Germanium Thin Layer // Nanomaterials. - 2022. - No. 12. - P. 2244. EDN: BGKFGM
Выпуск
Другие статьи выпуска
Дается анализ современных публикаций по навигации и позиционированию разнородных беспилотных объектов, функционирующих в разных физических средах. Описаны современные средства измерения и проблемы навигации беспилотных аппаратов. Особое внимание уделено средствам измерений беспилотных аппаратов для обеспечения их автономности, скрытности и защищенности от помех. Рассмотрены вопросы использования геофизических полей Земли, одометрии, видеосистем, инерциальных навигационных систем, спутниковых средств и вопросы комплексирования информации.
Решается задача синтеза регулятора системы управления структурно-параметрически неопределенным аффинными объектом с несколькими известными запаздываниями по состоянию. Объект функционирует при действии постоянных внешних возмущений и переключений. Адаптивно-робастный закон управления системы разрабатывается на основе критерия гиперустойчивости В. М. Попова и условий L -диссипативности - структурный синтез , а также генетического алгоритма - параметрический синтез .
Исследуется влияние погрешностей измерений на эффективность алгоритма управления синхронизацией для виброустановки (ВУ) с неидентичными роторами. Разработана математическая модель в пространстве состояний для описания двухроторной ВУ с неидентичными роторами с учетом допустимых погрешностей датчиков. Компьютерное исследование показало, что учет погрешностей измерений практически не влияет на показатели качества работы ВУ во всем диапазоне рабочих зарезонансных скоростей. Однако, при скоростях, находящихся на нижней границе диапазона допустимых рабочих скоростей, учет погрешностей измерений может привести к потере устойчивости синхронного режима.
Рассматривается применение численных методов для создания сверточных нейронных сетей, позволяющих реализовывать технологию машинного зрения. Получены результаты устойчивого распознавания образа с минимизацией ошибки. Исследованы параметры для повышения эффективности обучения сверточной нейронной сети.
Рассмотрен подход к контролю процесса аддитивной печати с помощью сверточных нейронных сетей. Исследовано влияние набора данных и архитектуры на качество нейронной сети.
В рамках процесса информатизации здравоохранения для профилактики кардиоваскулярных заболеваний целесообразным является создание программных сервисов поддержки врача обладающих свойствами объяснимого искусственного. В работе описан новый модуль знаний о хронической сердечной недостаточности, расширяющий возможности интеллектуального сервиса для диагностики и прогноза. Показаны методы аттестационного тестирования таких сервисов.
Предложена методика декомпозиции области значений многомерных статистических данных, которая учитывает зависимости между компонентами случайной величины и их количественные значения. Синтез структуры системы декомпозиции исходной выборки наблюдений многомерной случайной величины основан на анализе суммы коэффициентов корреляций неповторяющихся парных сочетаний её компонент и использовании модификации алгоритма автоматической классификации «Форель». Показана возможность обоснованного выбора параметра алгоритма классификации. Предложена система декомпозиции значений многомерной случайной величины является актуальной при анализе данных дистанционного зондирования.
Solar cells are very prone to scratches, hot spots, breakage and other defects during the production process, which seriously affects their service life and photoelectric conversion efficiency. Traditional detection methods cannot meet the accuracy and real-time requirements of the actual industrial production. To address the problems of low detection accuracy, slow speed, and single type of detected defects in solar cell defect detection, this paper proposes a solar cell defect detection algorithm based on improved YOLOv8s, which is based on the original YOLOv8s network model, and introduces the GAM global attention mechanism module and the EIoU-Focal loss function. The experimental results show that compared with other algorithms, the mAP@0.5 of the improved YOLOv8s reaches 85.1%, and the algorithm has a better improvement in detection accuracy and detection effect, which can complete the task of detecting defects in solar cells more quickly and accurately.
Представлен новый метод диагностики технического состояния внешней изоляции высоковольтного оборудования с помощью ультрафиолетовой камеры промышленного исполнения (с синхронизацией ультрафиолетового и видимого канала) и робототехнического комплекса, а также метод компьютерного зрения с пространственно-временной фильтрацией шумов радиометрических данных, позволяющий повысить точность обнаружения поверхностных частичных разрядов в автоматическом режиме.
Рассматривается возможность альтернативного описания электронных спектров простейших атомарных систем, целиком и полностью укладывающегося в рамки корпускулярной физики. В третьей части работы обоснована возможность непрерывно-детерминированного моделирования линейчатых спектров водорода без использования фундаментальных постулатов Бора.
Большое количество предлагаемых вендорами продуктов в области информационной безопасности, различное их назначение, комплектация и прочие многие характеристики, усложняют организациям задачу выбора, подходящего по запросам и возможностям средства. В статье рассматривается пример использования методов решения многокритериальных задач семейства PROMETHEE для выбора программно-аппаратного средства защиты информации. Многокритериальная задача решена с помощью программного пакета Visual PROMETHEE Academic, описаны способы интерпретации результатов решения.
Статья описывает создание анимационного ролика об осаде Албазинского острога. В процессе работы проведена детальная реконструкция ландшафта и острога, а также созданы модели казаков и китайцев. Архивные документы, археологические раскопки и топографические планы помогли точно воссоздать внешний облик и атмосферу событий. Трехмерное моделирование обеспечивают реализм и историческую достоверность ролика.
Предлагается модель машинного обучения, способная предсказывать значения энергии Гиббса для различных систем (веществ) в условиях отсутствия структурной информации об их фазах. В качестве базовой модели используется нормализующий поток с монотонными дробно-квадратичными сплайнами для моделирования синтетического распределения плотности вероятности значений энергии для различных систем (составов).
Проведено исследование динамики изогнутой металлической трубы, подвергшейся воздействию колебаний давления в потоке жидкости. Для моделирования стенки трубы применена теория оболочек. Разработан алгоритм преобразования трехмерной математической модели к начально-краевой задаче меньшей размерности. Численный анализ подтвердил адекватность модели.
Издательство
- Издательство
- ТОГУ
- Регион
- Россия, Хабаровск
- Почтовый адрес
- 680035, Россия, г. Хабаровск, ул. Тихоокеанская, 136
- Юр. адрес
- 680035, Россия, г. Хабаровск, ул. Тихоокеанская, 136
- ФИО
- Марфин Юрий Сергеевич (Ректор)
- E-mail адрес
- mail@togudv.ru
- Контактный телефон
- +7 (421) 2979700
- Сайт
- https://togudv.ru