在上个世纪,“量子工程”一词采用了截然不同的含义。在早期出现中,它通常暗示构造量子系统(例如,通过受控量子动力学对光学性质进行工程(Rosencher等,1996),纳米结构的原子设计(FernánándezRossier,2013),2013年),或现有量化对象的量化量化对象(Wallquist等人的杂种) - 或者是杂种(Wallquist等人) - 或者例如,在捕获离子(Poyatos等,1997)或腔QED设置(Haroche,1999)中,本质上量子状态的工程。最近,量子工程已经开始表示复位的领域,涵盖了围绕量子信息任务的狭窄范围(Smith,2018; Asfaw等,2022)或非常广泛的描述,其中包括所有量子技术(Dzurak等人,Dzurak等,202222)。在这项工作中,我们将量子工程称为使用本质上量子动力学的量子系统的制造,控制和表征的领域。从这个意义上讲,量子工程遍历量子技术的所有领域,包括通信,计算,模拟,计量学和传感,也影响基本和应用科学的其他领域,其中量子动力学和量子系统的控制带来了新现象。Quantum Engineering使用量子信息科学的语言作为工具箱来理解和设计复杂的量子状态和量子操作,但它也以量子控制,量子光学和多体物理学的工具为基础。另外,我们可以专注于手头的任务:1)制造,2)操作和控制以及3)表征。受到其他工程领域的启发,如Zagoskin(2017)的工作,可以在自下而上的方法中构造量子工程(C.F.图1),根据所涉及的对象的复杂程度:1)单个量子单位的设计和操作,2)此类单元之间相互作用的工程工程,3)3)将这些结构组合为沟通,计算或感应或新的出现结构的操作设备,4)以及量子,经典或型号的工程设计之间的接口之间的交流。在以下文本中,我们在其中一些可能的细分中强调了不同的挑战。
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