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可擦除量子存储器和全息系统中的量子零能量条件
研究在有限温度下存储量子信息且尽量减少主动纠错需求的原理是一个活跃的研究领域。我们在二维全息共形场论中通过量子零能量条件来研究这个问题，我们之前已经展示了量子热力学对这种多体系统施加的限制。我们研究了将逻辑量子比特显式编码为有限温度背景下有限冯·诺依曼熵的两个相似手性传播激发，其擦除可以通过来自无限能量无记忆浴的适当的非均匀和瞬时能量动量流入来实现，从而使系统转变为热状态。全息地，这些快速擦除过程可以用前面描述的广义 AdS-Vaidya 几何来描述，其中不需要假设特定形式的块体物质。我们表明，量子零能量条件给出了删除所需的最小有限温度的分析结果，该温度大于初始背景温度，与 Landauer 原理一致。具体来说，我们找到了擦除大量编码量子比特所需的最低最终温度的简单表达式。我们还发现，如果编码量子比特的局部化间隔短于特定的局部化长度，则快速擦除过程是不可能的，而且对于由中心电荷决定的最佳编码量子比特数量，此局部化长度是最大的。我们估计了针对快速擦除的现实保护的最佳编码量子比特。我们讨论了我们的研究对在有限温度下运行的新型容错量子门结构的可能推广。
电可擦除EEPROM存储单元的结构设计
EEPROM是一种电可擦写可编程存储器，技术成熟稳定，成本低廉，是日常生活中电子产品应用中的主流，人们使用它的场合非常多，在个人身份证、银行卡、医保卡、交通卡等与个人财产密切相关的智能卡领域，以及在通讯系统和PDA、数码相机等消费电子产品领域，都使用到EEPROM。在仪器仪表和其他嵌入式系统中，如智能流量计，通常需要保存设置参数、现场数据等信息，这就要求系统掉电时不丢失，以便下次能恢复原来设置的数据，因此需要一定容量的EEPROM。通过存储单元的浮栅管上电子的存储或释放，读出浮栅管时，存储器呈现导通或截止状态，因此会判断其逻辑值为“0”或“1”。逻辑“0”或“1”的定义根据产品的逻辑设计而有所不同。本工作设计了一个由两个晶体管组成的存储单元，NMOS管作为选择管，由字线控制，可以承受一部分高压，降低浮栅晶体管超薄氧化层被击穿的概率。本文设计的EEPROM器件模型作为存储管，可以很好地通过隧道氧化层来存储数据，实现更好的存储功能、更高的工作效率和更低的功耗。
利用分子纳米磁体进行量子兰道尔擦除......
虽然这个极限（称为兰道尔极限）已被证明适用于各种经典系统，但没有确凿的证据证明它可以扩展到量子领域，在量子领域，离散能量本征态的量子叠加取代了连续谱中的热涨落。在这里，我们使用分子纳米磁体晶体作为自旋存储设备，并表明兰道尔极限也适用于量子系统。与其他经典系统相比，由于可调的快速量子动力学，该极限是有边界的，同时还能保持快速操作。这一结果探索了量子信息的热力学，并提出了一种利用量子过程增强经典计算的方法。虽然用理想二元逻辑门（例如 NOT）执行的计算没有最低能量耗散限值 5,6，但在存储设备中执行的计算却有。原因在于，在前者中，位仅仅是在状态空间中等熵地移动，而在后者中，最小操作（称为兰道尔擦除）需要重置存储器，而不管其初始状态如何。让我们看看这种擦除如何应用于经典的 N 位寄存器（图 1(a，左)）以及兰道尔极限是如何产生的。在第一阶段，寄存器的每一位都处于确定的状态“0”或“1”，通过降低势垒和通过温度波动的作用来探索两个二进制状态。相空间的这种加倍伴随着每位的熵产生∆S=kBln2。在第二阶段，需要做功 W ≥ T∆S 来将寄存器的熵和相空间减少到它们的初始值。只有当这种减少以可逆的方式进行时，才能达到极限 W=T∆S。这可以通过使用准静态无摩擦系统来实现，即在比其弛豫时间 τ rel 更慢的时间尺度上，从而避免不必要的记忆和滞后效应。因此，相对于系统相关的 τ rel ，慢速（快速）操作通常与较低（较高）的耗散相关。