基于 FPGA 并行的张量网络算法计算成本标度缩减
华东师范大学、上海理工大学与北京大学团队提出基于 FPGA 的细粒度并行张量网络设计,采用四分块策略将张量元素映射到硬件电路,实现 iTEBD 与 HOTRG 两种算法的高度并行。相比传统 CPU 实现,该方案将 iTEBD 计算成本的键维标度从 O(Db³) 降至 O(Db),HOTRG 从 O(Db⁶) 降至 O(Db²),为大规模张量网络计算的硬件实现提供了理论基础。
华东师范大学、上海理工大学与北京大学团队提出基于 FPGA 的细粒度并行张量网络设计,采用四分块策略将张量元素映射到硬件电路,实现 iTEBD 与 HOTRG 两种算法的高度并行。相比传统 CPU 实现,该方案将 iTEBD 计算成本的键维标度从 O(Db³) 降至 O(Db),HOTRG 从 O(Db⁶) 降至 O(Db²),为大规模张量网络计算的硬件实现提供了理论基础。
论文研究随机重置驱动下量子系统的非平衡稳态纠缠,在横场 Ising 链中给出两比特闭式结果并精确计算最多 12 比特链。IBM 超导处理器测量显示,重置前后计算的熵与无噪声预测吻合且无需拟合参数,而并发度在多数测量中低于预测,去极化模型可用一个拟合参数描述该压低。
论文研究三角格子表面码在单比特 Pauli-Z 相干旋转加综合征测量下的行为,以及通过 Wegner 对偶关联的强对称退相干 ℤ2 顺磁体。增大旋转角会驱动系统从可解码相进入部分可解码临界相,对偶侧则出现代数 ℤ2 强到弱自发对称性破缺(SWSSB)。
量子蒙特卡洛(QMC)方法计算了相-I固态分子氢在压缩下的最低中性激发,发现多行列式展开对激发能影响不大,却对激子局域化及跃迁偶极矩、激发诱导力等至关重要。低密度强绝缘区多行列式QMC结果与Bethe-Salpeter方程(BSE)相当甚至更好,TDDFT给出的激子更扩展;随压缩增强、系统趋近半导体区,各方法差异减小。
东南大学与浙江大学团队报道窄隙Zintl砷化物Eu2CdAs2的合成、相变与磁输运性质:该材料在TN = 9 K发生反铁磁有序,低温激活能为3.2 meV,在9 T下实现−104%的巨大磁电阻效应。
论文在球面上构造了内嵌精确任意子统计的变分波函数,将理论引导的复合玻色子、复合费米子和parton波函数与神经网络关联结合,比较统计角θ∈(0,π)理想任意子气体的候选基态能量。
Jones、Fendley、Tantivasadakarn 和 Verresen 在投稿 SciPost Physics 的论文中提出准相概念,用于描述相图中终止的连续临界线两侧虽属同一相、却无法通过任何能隙路径连通的区域。
Institut Néel 与乌克兰国家科学院材料问题研究所团队通过比热、热膨胀和磁测量,揭示了 PrB6 在 50 K 以下顺磁区的新特征。在一级磁有序温度(TN = 6.7 K)之上,每个 Pr3+ 的磁熵接近双重态,而非非弹性中子散射确定的三重态晶体场基态;需超过 30 K 才能达到三重简并基态的熵值,这与 CeB6 情况类似,强烈暗示硼笼内晶体场基态的动力学劈裂。
IIT Delhi 化学系 Antara Sarkar 在导师 Ashok K. Ganguli 指导下完成博士论文《Investigation of perovskite related oxides: structural and magnetic properties》,研究钙钛矿相关氧化物的结构与磁学性质。原文为论文扉页与致谢部分,未给出具体材料体系、实验参数或物理结论。
University of Virginia 的 Gia-Wei Chern 团队提出绝热变分原理(AVP),从相互作用多体哈密顿量直接推导序参量动力学,类比 Born–Oppenheimer 电子-原子核运动分离。
研究团队测量了挫折锯齿链化合物 atacamite Cu₂Cl(OH)₃ 在 H∥b 轴方向、最高 35 T 磁场下的热容,观察到体系从反铁磁长程有序(尖锐相变反常随磁场增大移向低温)转变为场致类自旋液体态(无相变反常)。
Heidelberg University 与 RPTU Kaisers-Lautern 等团队研究了含四个四方平面 Cu(II) 离子及中心 Cu(II) 的金属大环 Cu₄Cu。
Zhou-Quan Wan、Hong Yao、Shao-Kai Jian 研究了键退相干驱动的非阿贝尔 Kitaev 自旋液体混合态拓扑相变。
Chiba University 的 Naoya Iwahara 证明线性 E ⊗ e 动态 Jahn-Teller 模型中,任意耦合强度下固定振动角动量子空间的第 n 能级 Enj 随 |j| 严格增大,即 En,1/2 < En,3/2 < …,能级间距均为正。
论文用 D-TRILEX 方法研究单轴应变下 Sr2RuO4 的谱与磁性质,发现应变诱导各向异性 Lifshitz 转变,沿拉伸轴电子散射率增强而垂直方向呈相干费米液体行为;考虑该各向异性后捕捉到大应变下的磁不稳定性,磁响应由 γ 片内与 α、β 片间两个竞争波矢主导,二者均可稳定磁序,竞争取决于相应费米片的相干性。
Gliozzi、Hughes 与 Kim 提出在普通 toric code 基础上加入系数随环周长衰减的大环稳定子项,构造长程 toric code(LRTC)模型,其基态拓扑简并与普通 toric code 相同,但激发态能量被重新组织,任意子分离的能量代价随距离无界增长,从而在零温实现禁闭拓扑序。
Forschungszentrum Jülich 研究人员提出基于动理学方程的模型,研究正常金属薄膜通过电子散射将高能声子能量降至成对破缺阈值以下的下转换过程,并解析与数值求解稳态解。结果表明下转换效率取决于电子-声子相互作用强度、界面声子透射系数以及膜与衬底厚度,且在金属厚度有限范围内接近最优,最小近优厚度通常在微米量级。该机制可用于抑制准粒子中毒,改善超导量子比特的相干时间与量子纠错可靠性。
论文提出将量子信息编码在 transmon 与囚禁 Andreev 准粒子自旋纠缠的量子态中,称此类器件为 spinmon,以规避超导比特保护某些噪声源时对其他退相干通道敏感的权衡。
研究团队通过优化高压光浮区法生长出毫米至厘米级 La3Ni2O7 单晶,利用中子散射在宽动量和能量范围内测绘其磁性,确认单条纹磁序并测得约 151 K 的磁相变。结果显示双层 NiO2 之间存在显著反铁磁层间耦合,自旋波色散可用强层间交换的双层 Heisenberg 型模型描述;自旋波带宽约为铜氧化物的 25%,但局域动态磁化率增强,总涨落磁矩与铜氧化物相当。
推荐理由:通过中子谱学给出镍酸盐母相的自旋激发绝对谱重,可与铜氧化物直接对比,帮助判断电子关联强度。
该论文系统研究了30 keV He+离子大面积辐照对在LSAT衬底上外延生长的YBa2Cu3O7-δ(YBCO)薄膜结构与输运性质的影响。X射线衍射显示随注量增加晶格有序度丧失并发生正交到四方转变,在最高注量1×10^16 cm^-2时主要非晶化;Tc的抑制符合Abrikosov–Gor'kov对破坏机制,在4.5×10^15 cm^-2时超导性完全淬灭。
香港科技大学、新加坡国立大学与 Pennsylvania State University 的研究者在自洽微观理论中证明,电子与空穴费米面的本征失配可稳定 FFLO 型电子-空穴配对并驱动激子绝缘(EI)态自发对称性破缺,使费米面不同区域互补支持 EI 或超导(SC)关联,实现两种序的自然共存。
Heriot-Watt 大学等机构的研究表明,掺杂偏离半满填充的超导-金属双层体系中,超导关联压倒电荷-电荷关联,超导近长程序不再被热力学极限下的小电荷能隙排除。研究发现超导增强随金属参数变化,可出现配对受限与刚度受限两种情形。经粒子-空穴变换,结果亦适用于磁场下的重费米子 Kondo 格点材料。
研究团队利用金刚石氮-空位(NV)色心的量子噪声谱,对约 200 nm 厚的 Bi2Sr2CaCu2O8+δ(BSCCO)薄膜进行非侵入式探测。
作者在转角约3.9度的双层WSe2中通过输运研究发现掺杂摩尔莫特绝缘体普遍出现条纹相,并观测到条纹相到超导的量子相变。条纹相表现为从高温各向同性相到低温各向异性相的热力学相变,伴随费米面重构;在相变附近还观测到从金属条纹到钉扎绝缘条纹的额外热力学相变,条纹到超导的转变呈现自相似性。
推荐理由:论文将铜氧化物中条纹相与超导的关联移植到可控的摩尔莫特绝缘体平台,提供了研究交织序的新实验体系。
Marius Lemm 与 Barbara Roos 证明在自旋相关化学势的自旋不平衡 BCS 泛函中存在严格意义上的一阶相变:对足够小的固定自旋失衡和足够低的温度,存在共存耦合 λfo 严格低于正常态线性稳定阈值 λlin,在该点 Cooper 对密度发生非零跳变、极小化能量出现折点。
日内瓦大学量子物质物理系的 Pradip Kattel 与 Thierry Giamarchi 用玻色化结合密度矩阵重整化群方法,研究了具有近邻相互作用和有限化学势的 Kitaev 链,建立了非特殊可解格点极限下有限密度相互作用区的连续统场论描述。
希伯来大学等机构的研究人员在 4.2 K 下用 SQUID-on-tip 显微镜测量单个超导涡旋在纳米尺度双阱钉扎势中被周期驱动时的耗散,通过磁信号调制直接评估每周期平均功,无需依赖温度测量。数值分析表明该比特操纵(擦除)所需功在 Landauer 极限 kBT ln2 的一个数量级以内,弱驱动下呈现随机共振行为,强低频驱动下为绝热操纵,为可与低温量子电路集成的高效存储元件提供了可能。
研究提出动量空间基本域为 Klein bottle 的无自旋 π 磁通晶格超导模型,glide lift 与隐藏反幺正对称使 BdG Chern 数为零,而对角配对实部非零可破除反幺正阻碍。在闭合实空间 Klein bottle 上,指定配对与粘合产生 ΔC=2 手性壁,平移不变展开分辨出两条同向传播的 Majorana 分支,其近零能级对被允许的局域缝微扰一阶抬升。
研究团队用空间分辨扫描 SQUID 磁强计与磁化率测量,在剥离的超导 4Hb-TaS2 薄片中发现磁记忆在无涡旋的 Meissner 区依然存在,强度与此前块体样品测量相当,升温越过 Tc 后零场重冷仍保留剩余磁通响应。
Bar Ilan University 与 Technion 团队通过 Se 同价替代调控范德瓦尔斯异质结 4Hb-TaS2 的无序环境,发现超导电性在高 Se 浓度下仍保持稳健,而磁记忆(表现为自发涡旋)被强烈抑制。
李政道研究所与厦门大学团队在 arXiv 发表理论研究,将 Fu-Kane 模型推广到分数涡旋情形,指出由于拓扑保护,分数涡旋承载的 Majorana 零能态在空间上展开覆盖所有涡旋核,其尺寸可由涡旋核间距调控,而费米子型 CdGM 束缚态仍局域在单个涡旋核。
印度 Indira Gandhi Centre for Atomic Research 团队在 128 nm 厚 Mo 薄膜(TC ≈5.8 K)的电流-电压测量中观察到明显的电流方向不对称与迟滞,但在 14T 低温系统中改善样品热化后该不对称性大幅减弱。
苏州科技大学与粤港澳大湾区量子科学中心的研究者在自洽双轨道 s± 超导体模型中计算了非磁性杂质和涡旋附近的局域 Josephson 响应。对于等耦合两个轨道的局域 s 波针尖,干净样品中符号相反的反常谱贡献几乎抵消;非磁性杂质会重新分配这些贡献,可在键对场无相应 π 相移的情况下反转局域耦合符号,且偏离中心的位点比杂质位点在更弱杂质势下即出现负耦合。
研究团队结合高压X射线衍射、中子衍射、X射线发射谱和电输运测量,系统表征了准一维自旋梯化合物BaFe₂S₃从常压到超导区的结构、磁性与电子演化。结果显示长程条纹型反铁磁序在压力下保持稳健,而局域Fe磁矩被抑制近80%,表明部分Fe 3d电子保持局域以维持磁性,另一些则去局域形成巡游超导态,体现轨道选择性Mott相特征。
Puphal 等人在 La4Ni3O10 三层镍酸盐单晶中发现,增强面内双轴压缩压力可在比既往报道低 60% 的压力下诱导出零电阻超导态,零电阻已在约 17 GPa 以上观测到。
上海大学与中国科学院上海微系统与信息信息技术研究所团队用直流反应磁控溅射在 MgO 衬底上外延生长 35 nm TiN 薄膜,系统研究了 N₂ 流量对超导性能的影响。结果显示 N₂ 流量为 1.5 sccm 时样品性能最优,Tc 达 4.93 K,RRR 最大、正常态电阻率最低;上临界场呈显著各向异性,且样品质量优化会使超导行为偏离二维特征。
论文用有限温数值严格量子蒙特卡洛证明,B1g声子(面外氧弯曲模式)通过跳跃调制耦合到掺杂t–t′排斥Hubbard模型,可产生真正的d波超导,转变温度高于任一相互作用单独作用的结果。
推荐理由:论文用数值严格的量子蒙特卡洛展示了B1g声子与Hubbard排斥协同产生d波超导,读者可据此理解竞争态体系中额外微弱相互作用如何改变配对结论。
Asma Tahar Taiba 与 Abdelali Boudjemaa 研究了广义不确定性原理(GUP)框架下四极玻色-爱因斯坦凝聚体的有限温度热力学,计算了二次 GUP(QGUP)和线性-二次 GUP(LQGUP)对凝聚分数、临界温度和状态方程等热力学量的修正。
Eindhoven University of Technology 的 Payam Poorsolhjouy 将奇弹性框架扩展到三维应变梯度连续体,推导出四阶、五阶、六阶奇弹性刚度张量的完整集合,并构建了广义声张量。分析表明,各向同性与半对称极限下声张量仍为厄米,非厄米弹性动力学需要各向异性;横向半对称连续体的数值算例展示了色散谱中的奇异点及弹性波分量的同时放大与衰减。
南京大学与香港大学团队在声学超材料中观测到异常的无标度边界模式,其空间包络呈多项式衰减而非常规指数衰减。研究将 n 阶拓扑多临界性映射到 Arnold An 灾变,证明空间传递矩阵的亏属性强制边界模式出现 (n−1) 次幂空间衰减;在拓扑三临界点处绕数函数奇点表现为 A2 折叠灾变,对应严格线性空间衰减。