众所周知,纠缠在量子场论中广泛存在,具体含义为:每个 Reeh-Schlieder 态都包含任意两个空间分离区域之间的纠缠。这尤其适用于闵可夫斯基时空中无相互作用的标量理论的真空。场论中关于纠缠的讨论主要集中在包含无限多个自由度的子系统上 — — 通常是在紧凑空间区域内支持的场模式。在本文中,我们研究 D + 1 维闵可夫斯基时空中的自由标量理论中由有限个场自由度组成的子系统中的纠缠。关注场的有限个模式是受真实实验有限能力的驱使。我们发现有限维子系统之间的纠缠并不常见,需要仔细选择模式的支持才能出现纠缠。我们还发现纠缠在高维中越来越稀疏。我们得出结论,闵可夫斯基时空中的纠缠并不像通常认为的那么普遍。
色散工程和高度非线性纳米光子学的出现有望通过将高横向场约束与超短脉冲操作相结合,开辟一条通往量子光学强相互作用领域的全光学途径。然而,要全面了解此类宽带设备中的光子动力学,对多模非高斯量子物理的建模和仿真提出了重大挑战,这凸显了对复杂的简化模型的需求,这些模型有助于进行有效的数值研究,同时提供有用的物理见解。在本文中,我们回顾了我们最近在不同抽象和通用水平上对宽带光学系统建模的努力,从同步泵浦振荡器的量子输入输出理论的多模扩展到基于非线性波导场论描述的数值方法的开发。我们希望我们的工作不仅能指导正在进行的理论和实验工作,以实现下一代量子设备,还能揭示宽带量子光子学的基本物理原理。
弦理论中的引力/规范理论对应 [1; 2; 3] 代表了在寻找量子引力的一般非微扰描述方面取得的令人振奋的进展。它假定具有固定时空渐近行为的某些量子引力理论与普通量子场论完全等价。我们可以将这种对应视为通过量子场论提供了量子引力理论的完整非微扰定义。然而,尽管有大量证据证明这种对应关系的有效性,但我们并没有深入了解时空/引力为何或如何从场论的自由度中出现。在本文中,我们将基于广为接受的规范理论/引力对偶的例子,论证引力图景中时空的出现与相应的传统量子系统中自由度的量子纠缠密切相关。我们首先会展示,与断开的时空相对应的某些量子态叠加会产生被解释为经典连通时空的状态。更定量地说,我们将在一个简单的例子中看到,减少量子态之间的纠缠
色散工程和高度非线性纳米光子学的出现有望通过将高横向场约束与超短脉冲操作相结合,开辟一条通往量子光学强相互作用领域的全光学途径。然而,要全面了解此类宽带设备中的光子动力学,对多模非高斯量子物理的建模和仿真提出了重大挑战,这凸显了对复杂的简化模型的需求,这些模型有助于进行有效的数值研究,同时提供有用的物理见解。在本文中,我们回顾了我们最近在不同抽象和通用水平上对宽带光学系统建模的努力,从同步泵浦振荡器的量子输入输出理论的多模扩展到基于非线性波导场论描述的数值方法的开发。我们希望我们的工作不仅能指导正在进行的理论和实验工作,以实现下一代量子设备,还能揭示宽带量子光子学的基本物理原理。
本研究回顾了美国加利福尼亚州和纽约州共享(社区)太阳能和社区选择聚合的发展。这两个州都是美国能源转型政策的领导者,但它们在两种能源分散化形式上的发展轨迹不同。共享太阳能在纽约更先进,但社区选择在加利福尼亚州更先进。使用场论框架,对能源分散化轨迹的比较审查表明重组和监管规则的差异如何影响结果。零售竞争规则和公用事业拥有分布式发电资产的权力的差异,加上民间社会的作用和民选官员的关注,决定了冲突的强度和结果。它们还有助于这两个州不同类型的社区选择的发展。除了展示与不同类型的重组市场相关的制度条件如何影响分散能源的机会之外,该研究还研究了参与者为获得支持和合法化其政策偏好所做的努力如何涉及广泛的社会价值观。
摘要:具有给定全局对称性 G 的量子系统中的状态可能对边界的存在很敏感,边界可能会保持或破坏这种对称性。在这项工作中,我们研究了共形不变边界条件如何通过纠缠不对称的视角影响 G 对称性的破坏,纠缠不对称是对称性破坏状态与其对称化对应状态之间“距离”的量词。通过利用二维边界共形场论 (BCFT),我们研究了有限和紧李群的对称性破坏。除了首阶项之外,我们还计算了子系统大小的次级校正,强调了它们对对称群 G 和 BCFT 算子内容的依赖性。我们进一步探索了全局量子猝灭后的纠缠不对称,其中对称性破坏状态在对称性恢复的哈密顿量下演化。在这种动态设置中,我们通过将图像方法扩展到具有非局部对象(例如可逆对称缺陷)的 BCFT 来计算纠缠不对称性。
摘要:我们考虑具有正宇宙常数并与具有大正中心电荷的共形场论耦合的二维量子引力。我们研究经典和量子层面的宇宙学特性。我们对经典相空间进行了完整的 ADM 分析,揭示了一类弹跳或大爆炸/压缩类型的宇宙学。在量子层面,我们精确地求解了 Wheeler-DeWitt 方程。在半经典极限中,我们将 Wheeler-DeWitt 状态空间与经典相空间联系起来。确定了 Hartle-Hawking 和 Vilenkin 类型的波函数,并发现了弹跳时空的量子版本。我们从类时间刘维尔理论的圆盘路径积分中检索了 Hartle-Hawking 波函数。为此,我们必须在复杂场空间中选择一个特定的轮廓。讨论了大爆炸宇宙学的量子信息内容,并将其与通过二球面引力路径积分计算出的德西特视界熵进行了对比。
量子工程是一门基于量子力学和场论的科学原理设计和实施系统、过程和设备的学科。量子工程师通常在量子计算、量子传感、量子设备和量子通信等子领域工作。量子信息学涉及使用量子原理表示数据,通常包含量子计算和通信的混合。量子计算包括量子计算机架构以及量子计算机算法和软件的设计和开发。量子传感涉及使用量子原理设计和实施与环境交互的传感器、换能器和指示器。量子通信包括使用量子原理设计通信协议以及高效可靠的数据传输和接收。量子设备涉及至少部分基于量子力学或量子场论公理运行的系统组件的设计。量子工程师还可能参与将量子技术应用于其他领域,例如电力系统、数据科学和网络安全。SMU 量子工程课程满足全日制和非全日制学生的需求。
摘要。多体系统的量子混沌已迅速发展成为一个充满活力的研究领域,涉及从统计物理学到凝聚态物理、量子信息和宇宙学等各个学科。在具有经典极限的量子系统中,先进的半经典方法提供了经典混沌动力学与量子层面上相应的普遍特征之间的关键联系。最近,处理通常的半经典极限 ℏ → 0 中的遍历波干涉的单粒子技术已经开始转变为类似半经典极限 ℏ eeff = 1 /N → 0 中的 N 粒子系统的场论领域,从而解释了真正的多体量子干涉。这种半经典多体理论为理解单粒子和多体量子混沌系统的随机矩阵相关性提供了一个统一的框架。某些经典轨道和平均场模式的编织束分别控制干涉,并为普遍性的基础提供了关键。所提出的案例研究包括 Gutzwiller 谱密度迹公式和不按时间顺序的相关器的多体版本,以及关于可能取得进一步进展的简要评论。
理解非平衡量子动力学的一个有力视角是通过其纠缠内容的时间演化。然而,除了纠缠熵的几个指导原则外,迄今为止,人们对纠缠传播的精细特性知之甚少。在这里,我们从纠缠汉密尔顿量的角度揭示了纠缠演化和信息非平衡传播的特征。我们使用最先进的数值技术结合共形场论研究了原型 Bose-Hubbard 模型的量子猝灭动力学。在达到平衡之前,发现纠缠汉密尔顿量中出现了一个电流算子,这意味着纠缠扩散是由粒子流携带的。在长时间极限下,子系统进入稳定阶段,这由纠缠汉密尔顿量动态收敛到热系综的期望值所证明。重要的是,稳定状态下的纠缠温度与空间无关,这提供了平衡的直观特征。这些发现不仅为平衡统计力学如何在多体动力学中出现提供了重要信息,而且还为从纠缠哈密顿量的角度探索量子动力学增加了一个工具。