基于随机梯度下降算法实现对环上量子游走的动态完全控制

寻找如何实现幺正量子操作是量子计算领域的基本问题，主要研究通过环上的离散时间量子游走实现任意幺正量子操作的可能.首先推广引入了特殊的环上的离散时间量子游走模型，并对模型实现任意量子操作的有效性进行了探讨.对于两量子比特的量子系统，给出了通用量子门集合与量子傅里叶变换的构造解.由于高维情况构造解较难精确给出，引入机器学习中常用的随机梯度下降算法，得以在高维系统近似实现所需要的幺正量子操作.此外，如对算法进行进一步微调，可以在位置空间上的实现任意的幺正量子操作以及两结果半正定算子测量.在高维情况下，这意味着通过控制两能级的硬币系统即可控制位置空间上大型系统，从而实现小系统对大系统的间接完全控制.这些任务的完成表明，基于随机梯度下降算法可以实现对整个环上量子游走过程的动态完全控制.     

贵金属表面上磁性原子结构及其性质概述

有序排列的磁性纳米结构由于其丰富的物理性质和数据存储方面的潜在应用而受到广泛关注.随着现代生长和显微成像技术的进步,构造原子量级的结构和探测它们独特的性质已经成为可能.本文回顾了贵金属表面上的磁性金属原子有序结构的近期研究结果,其中包括一维原子弦、二维六角超晶格和量子尺寸效应诱导的新奇结构.结合低温扫描隧道显微镜、动力学蒙特卡洛模拟等实验和理论相结合的手段,对这些结构的形成条件进行了讨论,并通过扫描隧道谱和紧束缚近似计算对这些结构中的特殊电子态性质进行了研究.此外,纳米尺寸围栏中的量子受限效应对原子扩散和自组织行为有显著的影响,产生了量子诱导的自组织生长,并且可以利用尺寸变化的开口围栏实现原子级的定量原子捕获,从而抑制由生长导致的统计涨落.     

强关联体系

电子关联效应会导致高温及非常规超导电性、反常的磁性、金属绝缘体相变、半金属、自旋电荷分离、量子霍尔效应、庞磁阻、巨热电、多铁性、重费米子等大量丰富的量子效应和现象.探索这些效应和现象产生的微观机理,建立多体量子理论体系,是量子物理最活跃和最具挑战性的前沿研究领域之一,其研究促进了物理学与材料、化学、能源和信息等学科的交叉,是指导和促进多体量子材料及效应的应用、发现新的量子能源和信息材料的基础.     

外尔半金属Co3Sn2S2薄膜的制备和电磁性质研究

外尔半金属Co₃Sn₂S₂是一种新型的拓扑量子材料，具有独特的拓扑能带结构，被认为是一种非常有潜力的自旋电子材料，而制备电子器件的重要一步是该材料的薄膜化.采用磁控溅射方法分别在Si O₂(300 nm)/Si(100)和Al₂O₃(0001)衬底上生长Co₃Sn₂S₂薄膜.X射线衍射(XRD,X-ray Diffraction)显示Co₃Sn₂S₂薄膜的结构随厚度而变化.在不同衬底上，Co₃Sn₂S₂薄膜的生长情况也不同，较薄的Co₃Sn₂S₂ (<200 nm)适合生长在Al₂O₃(0001)衬底上，而较厚的Co₃Sn     

基于深度卷积神经网络的RNA三维结构打分函数

非编码RNA的三维结构对于人们理解和干预其生物功能具有重要的意义，从计算的角度发展RNA结构预测方法可以加速结构获取过程，对三维结构进行评分是进行结构预测的关键步骤.近年来，基于机器学习的方法，如AlphaFold2，已在分子结构预测领域取得了革命性的进展.基于深度卷积神经网络，建立了一个对RNA三维结构进行评估的方法 .为了训练这一网络，建立了一个非冗余的含有422个RNA以及126600个decoys结构的数据集.训练得到的模型在RNA-Puzzles数据集上进行了测试，结果表明，在28个RNA中，网络从众多decoys中挑选出实验结构的正确率约为71.4%，这一结果比之前有所提高.另外，还对网络的工作机制进行了分析，发现神经网络对结构评分的倾向性和已知的物理化学知识相一致.     

锥体下落过程的空气阻力

运用流体粘滞阻力公式,对Re＜1,103＜Re＜105等情况下自由落体的流体粘滞阻力作了推导;通过实验及数值模拟法研究了理想锥体不同锥角、不同母线的自由下落过程,实验结果与理论推导基本吻合,时间误差为0.04s.     

蛋黄水凝胶中可冻结水的同步热分析结果及其讨论

为了研究蛋白质水凝胶中水的状态,利用同步热分析仪,研究了鸡蛋中蛋黄和蒸馏水的热流量、质量随温度的变化.实验结果表明：1）在-50℃~50℃温度范围内,以10K/min的升温过程中,蛋黄和蒸馏水样品均出现了熔化现象,在测量温度范围内样品的热性质与热历史无关.2）蛋黄样品和蒸馏水的熔化峰形在测量的温度区间内,低温区重合得不是很好,但在高温区有很好的重合,说明蛋黄和蒸馏水样品的吸热行为在初始熔化时不同,在峰值以上温区内,基本一致.3）蛋黄蛋白质水凝胶中可冻结水晶粒尺寸与蒸馏水中的晶粒尺寸不同,导致了蛋黄中可冻结水与等质量的蒸馏水在熔化过程中吸收的热量不同,且蛋黄的熔化峰出现在比蒸馏水熔化峰低的温区内.4）实验经过多次反复测量,实验结果具有很好的可靠性和可重复性,表明利用DSC方法通过熔化峰的吸热量计算蛋白质水凝胶中可冻结水含量的方法存在系统误差,但偶然误差小.     

单分散镀镍/银三聚氰胺甲醛树脂微球制备与表征

以分散聚合法制备的单分散三聚氰胺甲醛树脂(Melamine Formaldehyde,MF)微球为母球,经敏化、活化、化学镀等过程制备了包覆金属镍和银的单分散微球.研究发现,碱性镀镍在镀层厚度及完整性、微球的球形度及单分散性方面优于酸性镀镍;FT-IR分析结果表明金属离子可与MF结构中三嗪环中氮原子发生配位作用而形成化学键,这有利于提高金属镀层与MF母球的结合强度.热分析结果(DTA与TG)显示母球及镀镍/银微球的分解峰温分别为420℃、400℃和382℃,这说明微球热稳定性良好.     

Ba（Ti1-xHfx）O3的电子结构及光学性能的第一性原理研究

利用第一性原理赝势方法和剪刀近似操作计算了Ba（Ti 1-x Hf x ）O 3（x=0,0.125,0.5,0.75）的电子能带结构、态密度和光学性质.计算结果表明,随着Hf掺杂量的增加,Ba（Ti1-xHfx）O3结构发生扭曲的程度越来越严重,导致带隙发生变化,介电常数减小,降低了Ba（Ti 1-x Hf x ）O 3的绝缘性能,反射率有了很大程度的变化,折射率也在降低,这使Ba（Ti 1-x Hf x ）O 3在制作光学元器件时扩大了使用范围.     

BaZrO3晶格畸变的电子结构和光学性质的第一性原理计算

基于第一性原理密度泛函理论,计算分析了Zr原子晶格畸变对立方BaZrO3的能带结构、能态密度、Mulliken电荷布居和光学性质方面的影响．计算结果表明,随着Zr原子z坐标的上移,BaZrO3晶体的畸变程度越来越大,O原子的电子逐渐转移到Zr原子上,价带与导带渐渐重叠,能隙消失,介电函数也有较大改变,即Zr原子晶格畸变可以强烈影响BaZrO3的电子结构和光学性质．