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圣诞季已于上周末结束,随着新年的到来,我们借此机会反思和感激我们所经历的一切和所得到的一切。首先,我们赞美并感谢上帝赐予我们他的儿子耶稣。考虑到我们面临的所有挑战,无论是在国内还是在世界各地,我们都需要不断重申我们对上帝在我们的生活和世界上的存在和力量的信仰。面对世界紧张局势,我们常常感到无能为力,但作为个人和教区信仰团体,我们可以抓住一切机会,从我们自己的家庭开始,为我们自己的生活带来和谐与和平。的确,充满爱的家庭关系是抵御世界挑战的最佳保护。
o 混合收入住房 o 大型老年住房组成部分 o 所有权机会 o 支持性住房 • 为 Delta 社区提供服务,例如杂货店、餐馆和其他零售店 • 在可步行、交通导向的社区中营造场所和公园般的环境 • 超出基本规范要求的宽敞开放空间 • 大规模可持续系统,例如创新的木结构设计。 • 适合主要市民使用和商业合作的空间。 EHA 正在与以下组织积极商谈在此地点建房的可能性:
黑洞内部的非统计全息模型是长期存在的黑洞信息难题的潜在分辨率,因为它可以补救有效计算与微观描述之间的摩擦。在这项研究中,结合了最终状态投影模型,黑洞内部的非等法模型和海顿 - 普雷斯基尔思想实验,我们研究了从解码霍金辐射中的信息恢复,并证明了本设置中页面时间的出现。我们将有效模式纳入了地平线内的争夺中,通常在Hayden-Preskill协议中被忽略,并证明可以将页面时间识别为信息传输通道从EPR投影到本地投影的过渡。这为页面时间提供了新的视角。我们计算了检索信息可行的解耦条件,并表明该模型计算与量子极端表面计算一致的黑洞熵。假设对黑洞内部动力学的全部知识,我们展示了如何在修改后的海顿 - 普雷斯基尔协议中采用Yoshida-Kitaev解码策略。此外,我们对七个问题的IBM量子处理器的概率和Grover的搜索解码策略都进行了实验测试,以验证我们的分析结果并确认在非标准模型中检索信息的可行性。这项研究将刺激更多的兴趣,以探索量子处理器上的黑洞信息问题。
F. Kotz博士,P。Risch,D。Helmer博士,B。E。Rapp Glassomer Georges-georges-köhler-Allee-Allee 103,79110弗里布尔格,德国,德国电子邮件:Frederik.kotz.kotz.kotz.kotz@glassomer.com工程(IMTEK)弗莱堡大学79110德国弗里堡电子邮件:frederik.kotz@imtek.de F. Kotz博士F. Kotz博士,D。Helmer博士,D。Helmer博士,B。E。Rapp Freiburg材料研究中心(FMF)Freiburg 79104 Freiburg,Dermany freiburg,德国弗里伯格大学Hermann-Von-Helmholtz-Platz 6,76344 Eggenstein-Leopoldshafen,德国
近十年来,有两项突破性技术在里德堡量子计算研究中发挥了重要作用,影响了该领域目前取得的显著进展。第一项是里德堡阻塞效应[1-3],它使得中性原子的纠缠成为全球原子量子研究中的日常工具;第二项是原子重排方法[4-6],该方法利用一组可移动的光镊构建无缺陷的任意原子图,如图1所示。这里我们使用术语里德堡原子图,因为构建的原子阵列的可能几何形状不仅限于物理三维空间中的晶体结构,而更适合用数学图形来表示,数学图形是超几何空间中的顶点和边的集合。在这方面,一般形式的里德堡原子系统可以称为里德堡原子图(或简称里德堡图)。
本论文研究了使用里德堡原子的量子模拟。量子模拟的理念是使用一个可控性良好的量子系统来模拟另一个量子系统。量子模拟旨在前瞻性地解决经典计算机无法有效处理的具有挑战性的模拟问题,例如探索高度纠缠的多体基态和动力学。我们专注于所谓的模拟量子模拟,这种模拟量子模拟直接实现要模拟的系统,并避免通用门方法的开销。可实现系统的类别取决于底层平台的特性。一般来说,量子模拟平台必须可靠且可控性良好。此外,与退相干时间相比,相互作用必须很快。满足这些要求的平台例如超导量子比特和捕获离子。另一种方法是在光镊中使用中性原子。可以通过将原子激发到里德堡态(即具有高主量子数的电子态)并利用里德堡原子之间的强偶极相互作用来使原子相互作用。过去十年的快速发展使得使用这种方法模拟任意二维和三维晶格上的各种自旋哈密顿量成为可能,即使在超出精确数值处理的范围内也是如此。本论文涵盖的研究为量子模拟的实验实现提供了理论支持,为这一进展做出了贡献。本论文的重点有两个方面。首先,我们讨论了里德堡相互作用势的计算及其对实验参数的依赖性。其次,我们利用我们对里德堡相互作用的见解,展示了如何将精确的里德堡原子量子模拟应用于研究各种量子自旋模型。具体来说,我们展示了如何研究不同的拓扑相。后者是与巴黎的 Antoine Browaeys 实验小组密切合作进行的。在一个附带项目中,我们与格拉斯哥的 Andrew Daley 小组和 Gregory Bentsen 合作提出了一项用里德堡原子实现快速扰乱自旋模型的提案。下面,我们概述了本论文的章节。
任意体物理学研究相互作用的量子粒子集合的行为。这是一个广泛的领域,几乎涵盖了所有凝聚态物理学,也包括核物理学和高能物理学。尽管近几十年来取得了巨大的成功,但许多实验观察到的现象仍然没有完全令人满意的解释。从支配粒子间相互作用的微观定律推导出宏观特性的困难在于希尔伯特空间的大小随粒子数量呈指数级增长。实际上,最著名的从头算方法可以计算少于 50 个粒子的演化。要研究涉及大量粒子的相关问题(毕竟,即使 1 毫克的普通物质也已经包含 10 18 个原子!),必须依靠近似值,而解决多体问题的技巧很大程度上依赖于掌握近似值。然而,使用近似值并不总是可行的,而且可能很难评估它们的有效性范围。理查德·费曼 1 提出了一种前进的方法,即在实验室中建立一个合成量子系统,并实现一个感兴趣的模型,该模型目前尚无其他解决方法。该模型可能是对真实材料的近似描述,也可能是纯粹抽象的模型。在这种情况下,它的实现导致构建一个人工多体系统,而该系统本身也成为研究对象。这种方法的一个吸引人的特点是能够在其他方法无法达到的范围内改变模型参数,从而提供一种更好地理解它们各自影响的方法。例如,如果人们对原子间相互作用对特定系统相的作用感兴趣,那么合成系统就会变得有趣,因为它们允许以真实材料中通常不可能的方式改变其强度。费曼引入的方法通常被称为量子模拟 2 , 3 ,但它可以更广泛地被视为用合成系统探索多体物理:就像化学家设计表现出有趣特性(如磁性、超导性)的新材料一样,物理学家组装人工系统并研究其特性,希望观察到新现象。长期以来,这个想法一直停留在理论上,因为对量子对象的实验控制还不够先进。过去 20 年来,情况发生了根本性变化,
中性原子系统长期以来一直是复杂量子物理的试验台。最近,量子研究的焦点已从基础科学转向量子计算应用。尽管几种不同的硬件平台已在此方向的能力方面取得了长足进步,但每种平台在扩展系统规模方面都有各自的障碍:无论是物理上的量子比特数,还是时间上的退相干前的代码周期。具体而言,在中性原子系统中,缺乏以比原子退相干快得多的时间尺度无损读取原子状态的能力。通过将中性原子里德堡阵列的几何可重构性和设计的强相互作用与高精细度腔的强光耦合相结合,我们可以构建一种超越其他硬件系统许多限制的新量子架构。在本论文中,我们阐述了将里德堡原子阵列耦合到腔体的情况,讨论了原子物理与量子计算之间的联系,以及使光腔系统比其他当前量子计算机实现更具优势的基本物理原理。然后,我们描述了这种系统的设计、测试和实现。我们的系统同时适应里德堡激发、可重构光镊阵列、选择性原子态寻址和与光腔的强耦合。我们详细讨论了在超高真空中安装这种系统的风险和技术考虑,包括发现一种新的高反射率镜材料失效机制。最后,我们概述了未来的具体步骤,以展示我们系统中的原理验证表面码纠错,为使用中性原子进行容错量子计算铺平道路。
• 任意单量子比特旋转门和相位门,加上某些双量子比特门(如CZ或CNOT)门,组成通用门集。• 单量子比特门需要精确控制原子与电磁波的相互作用;双量子比特门需要精确控制原子与原子之间的相互作用