量子纠缠作为一种重要资源是量子力学最显著的特征之一,在量子信息论、量子隐形传态[1]、通信和量子计算[2,3]中都发挥着核心作用。由于其基础性作用,在分离子系统之间产生纠缠态是一个重要课题。近年来,已提出了多种产生纠缠态的方法,其中之一就是 Jaynes-Cummings 模型 (JCM)。JCM 解释了量化电磁场和原子之间的相互作用 [4]。JCM 是一个简单但适用的工具。在过去的二十年里,人们致力于将 JCM 应用到量子信息[5-7]和量子隐形传态[8]中。由 JCM 诱导的纠缠态已被用作量子通道 [9]。 Zang 等人 [10] 利用两能级原子与大失谐单模腔场相互作用,将二分非最大纠缠态转变为 W 态。原子与单模电磁腔场相互作用的纠缠动力学已被研究 [11]。由于 JCM 在量子光学中的重要性,它已被扩展
摘要:使用簇关联展开 (CCE) 方法计算了 45 种不同二维主体材料中 69 个三重态缺陷中心的自旋相干时间,其中自旋哈密顿量参数来自密度泛函理论 (DFT)。发现几个三重态表现出非常大的自旋相干时间,这使得它们对量子信息处理很有吸引力。系统地研究了自旋相干时间对各种因素的依赖性,包括超精细耦合强度、偶极-偶极耦合和核 g 因子。分析表明,自旋相干时间对缺陷中心的原子细节不敏感,而是由主体材料的核自旋特性决定的。然后使用符号回归推导出自旋相干时间的简单表达式,该表达式在回归模型未发现的 55 个双重态缺陷测试集上进行了验证。简单的表达式允许对自旋相干时间进行数量级估计,而无需昂贵的第一原理计算。
本文是对生命评论物理学的第一个20年中发表的最引用的文章之一的后续行动。特定的主题是“蚂蚁菌落优化”,它是解决挑战性优化问题的元疗法。由于自然蚂蚁菌落最短的路径发现行为的灵感,该优化技术构成了一个被称为群智能的较大领域的一部分。在对蚂蚁菌落优化的简短介绍之后,我们首先提供了针对算法发展而不是应用的年代。本文的主要部分介绍了对蚂蚁菌落优化文献的书目计量研究。关于有关出版物的地理起源以及随着时间的推移的研究重点的有趣趋势,可以从提出的图形和数字中学到。
被困的离子量表已证明了所有量子系统的最高量子操作。1-4因此,如果可以满足整合和扩展协会技术的挑战,则他们将有望成为可扩展的量子信息平台的候选人。这些挑战中的主要是,这种激光的整合不仅是冷却离子所需的,而且通常用于操纵Qubits。目前,正在提出两种主要方法。首先,如果可以将硅光子学中所示的功能扩展到与与原子离子量子量所需的可见和紫外线波长相兼容的材料,则可以提供可扩展的手段来传递必要的激光5,6。7秒,正在探索几种用于无激光处理原子量子A的方案,其中涉及与强静电磁场梯度配对的微波场,8-10 A Microwave磁场梯度,11-13微波磁场梯度,11-13微波磁场梯度梯度,14或接近Motiention Motional Mode频率。15,16集成光学和微波控制都需要在离子陷阱制造中的进步才能真正扩展。最近的提案17概述了第三个
宏观系统中的时间反转与日常经验相矛盾。仅通过时间反转导致杯子破碎的微观动力学,几乎不可能将破碎的杯子恢复到其原始状态。然而,借助现代量子技术提供的精确控制能力,量子系统的幺正演化可以随时间逆转。在这里,我们在原子气体中的里德堡态表示的偶极相互作用、孤立多体自旋系统中实施时间反转协议。通过改变编码自旋的状态,我们翻转了相互作用哈密顿量的符号,并通过让退磁多体状态随时间演化回磁化状态来展示磁化弛豫动力学的逆转。我们使用洛施密特回声的概念阐明了原子运动的作用。最后,通过将该方法与弗洛凯工程相结合,我们展示了具有不同对称性的大量自旋模型的时间反转。我们的状态转移方法适用于广泛的量子模拟平台,其应用范围远远超出量子多体物理学,涵盖从量子增强传感觉到量子信息扰乱。
回想一下位移算符如何变换光子振幅算符,ˆ D ( α )ˆ a † ˆ D † = ˆ a † − α ∗ ,状态可以写成位移和创造的连续
量子模拟的复杂性并非仅仅源于纠缠。量子态复杂性的关键方面与非稳定器或魔法有关 [1]。Gottesman-Knill 定理 [2] 表明,即使是一些高度纠缠的状态也可以被有效地模拟。因此,魔法是一种资源,代表准备量子态所需的非 Clifford 操作(例如 T 门)的数量。我们使用稳定器 R´enyi 熵 [3] 证明,与具有零动量的状态相比,具有非零晶格动量的退化量子多体基态允许魔法的增量 [4]。我们通过分析量化了这一增量,并展示了有限动量不仅增加了长程纠缠 [5],还导致魔法的变化。此外,我们还提供了 W 状态及其广义(量子信息界经常讨论)与受挫自旋链基态之间的联系。
量子隐形传态的理想实现依赖于获得最大纠缠态;然而,在实践中,这种理想状态通常是无法获得的,人们只能实现近似隐形传态。考虑到这一点,我们提出了一种量化使用任意资源状态时近似隐形传态性能的方法。更具体地说,在将近似隐形传态任务定义为对单向局部操作和经典通信 (LOCC) 信道上的模拟误差的优化之后,我们通过对更大的两 PPT 可扩展信道集进行优化来建立此优化任务的半确定松弛。我们论文中的主要分析计算包括利用身份信道的酉协方差对称性来显著降低后者优化的计算成本。接下来,通过利用近似隐形传态和量子误差校正之间的已知联系,我们还应用这些概念来建立给定量子信道上近似量子误差校正性能的界限。最后,我们评估各种资源状态和渠道示例的界限。
本文感兴趣的特定量子态是两个相位相反的相干态的叠加,通常称为(薛定谔)猫态。猫态可用作量子计算机中的逻辑量子比特基础 [2, 3]。它们还可以用作干涉仪的输入态,干涉仪能够以比光波长通常施加的限制更高的精度测量距离 [4]。仅通过幺正演化将单个相干态转换为猫态需要很强的非线性。此外,猫态对光子吸收的退相干极为敏感。出于这些原因,平均包含多个光子的猫态仅在腔量子电动力学实验中产生,在该实验中,原子与限制在高精度光学腔内的电磁场相互作用 [5, 6]。在这种实验中,腔将光学模式限制在一个很小的体积内,因此
人们从物质分类的角度发现了许多全新的拓扑电子材料,包括拓扑绝缘体[5–8]和拓扑半金属[9]。与此同时,量子力学波与经典波的类比启发人们将凝聚态物理学中的许多概念推广到经典波系统,如电磁波、声波和机械波系统。直观地,人们可以将经典波的控制方程(例如电磁波的麦克斯韦方程)转化为哈密顿量。按照这种方法,最初为量子力学波提出的拓扑相最近已在各种经典波系统中实现,[10–17],从而实现了拓扑激光器[18–21]、鲁棒光延迟线[22]和高质量片上通信等许多实际应用。 [23,24] 最近的进展进一步将拓扑态从厄米波系统扩展到非厄米波系统,