本文从维尔纳·海森堡 (Werner Heisenberg) 对量子态的概率特征与亚里士多德的“潜能”概念之间关系的评论出发,对所谓的量子物理学的“本体论解释”提出了一些思考。我们展示了如何在最近的科学和认识论文献中找到海森堡原始思想的有趣复兴,以解决一些常见的量子物理学解释中出现的一些矛盾方面。此外,似乎还有一种方法可以重新发现亚里士多德-托马斯主义的“因果主体”的“类比”概念在物理世界中的作用。当将量子物理学的“潜能-行为”解释与最近的“信息”概念在“复杂系统”物理学和“生命系统”生物学的背景下进行比较时,它似乎与亚里士多德的“形式”概念的作用无关。
量子时间动力学 (QTD) 被认为是近期量子计算机量子霸权的一个有前途的问题。然而,QTD 量子电路会随着时间模拟的增加而增长。本研究重点模拟具有最近邻相互作用的一维可积自旋链的时间动力学。我们证明了在用于模拟某些类一维海森堡模型汉密尔顿的时间演化的量子电路中存在反射对称性,这是通过量子杨-巴克斯特方程实现的,以及如何利用这种对称性来压缩和产生浅量子电路。通过这种压缩方案,量子电路的深度与步长无关,仅取决于自旋数。我们表明,对于本研究中研究的海森堡模型汉密尔顿量,压缩电路的深度严格是系统尺寸的线性函数。因此,压缩电路中的 CNOT 门数量仅与系统大小成二次方关系,这允许模拟非常大的 1D 自旋链的时间动态。我们推导出海森堡汉密尔顿量不同特殊情况的压缩电路表示。我们通过在量子计算机上进行模拟来比较并证明这种方法的有效性。
Farrell,T。(2024)。对[乔纳森·海特(Jonathan Haidt)的评论,《焦虑一代:童年的重新布线如何引起精神疾病流行》(企鹅出版社,2024年)]。新探索,4(1)。https://doi.org/10.7202/1111650ARhttps://doi.org/10.7202/1111650AR
1 参谋长联席会议 (JCS),《综合战役联合概念 (JCIC)》,2018 年 3 月 16 日。2 美国特种作战司令部 (USSOCOM),《白皮书:灰色地带》,2015 年 9 月 9 日。3 JCS,《联合条令说明 1-19:竞争连续体 (JDN 1-19)》,2019 年 6 月 3 日,第 I 页。4 例如,参谋长联席会议主席,《军官专业军事教育政策》,CJCSI 1800.01F,2020 年 5 月 15 日;美国陆军训练与条令司令部 (TRADOC),TRADOC 小册子 525-3-1:2028 年美国陆军多域作战》,2018 年 12 月 6 日;美国空军,空军条令出版物 3-05:特种作战,上次更新时间为 2020 年 2 月 1 日;陆军总部,参谋长文件 #2:军事竞争中的陆军,2021 年 3 月 1 日。5 Geoffrey Till,“新的美国海上战略:来自外部的另一种观点”,海军战争学院评论,第第 68 卷,第第 4 期,2015 年秋季,第 34 页。
[4] Kisilevsky R. 从关节炎到阿尔茨海默病:关于淀粉样变性发病机制的最新概念。Can J Physiol Pharmacol,1987,65:1805-15 [5] György B、Lööv C、Zaborowski MP 等人。CRISPR/Cas9 介导的瑞典 APP 等位基因破坏作为早发性阿尔茨海默病的治疗方法。Mol Ther Nucleic Acids,2018,11:429-40 [6] Zetterberg H、Mattsson N. 了解散发性阿尔茨海默病的病因。Expert Rev Neurother,2014,14:621-30 [7] Jack CR Jr、Knopman DS、Jagust WJ 等人。阿尔茨海默病病理级联动态生物标志物的假设模型。Lancet Neurol,2010,9:119-28 [8] Ittner LM、Ke YD、Delerue F 等。tau 的树突状功能介导阿尔茨海默病小鼠模型中的淀粉样蛋白 β 毒性。Cell,2010,142:387-97 [9] Muralidar S、Ambi SV、Sekaran S 等。tau 蛋白在阿尔茨海默病中的作用:主要的病理因素。Int J Biol Macromol,2020,163:1599-617 [10] Wang X、Wang W、Li L 等。阿尔茨海默病中的氧化应激和线粒体功能障碍。 Biochim Biophys Acta, 2014, 1842: 1240-7 [11] Grothe M, Heinsen H, Teipel SJ. 成年年龄范围内以及阿尔茨海默病早期阶段胆碱能基底前脑萎缩。Biol Psychiatry, 2012, 71: 805-13 [12] He Y, Ruganzu JB, Jin H, et al. LRP1 敲低通过调节 TLR4/NF- κB/MAPKs 信号通路加重 Aβ 1-42 刺激的小胶质细胞和星形胶质细胞神经炎症反应。Exp Cell Res, 2020, 394: 112166 [13] Huang HC, Hong L, Chang P, et al.壳寡糖减弱Cu 2+诱导的细胞氧化损伤和细胞凋亡,涉及Nrf2激活。Neurotox Res,2015,27:411-20 [14] Tomljenovic L. 铝和阿尔茨海默病:经过一个世纪的争论,是否存在合理的联系?J Alzheimers Dis,2011,23:567-98 [15] Shen H,Guan Q,Zhang X,等。阿尔茨海默病神经炎症的新机制:肠道菌群介导的NLRP3炎症小体的激活。Prog Neuropsychopharmacol Biol Psychiatry,2020,100:109884 [16] Ferreira-Vieira TH,Guimaraes IM,Silva FR,等。阿尔茨海默病:针对胆碱能系统。Curr Neuropharmacol,2016,14:101-15 [17] Scannevin RH。针对神经退行性蛋白质错误折叠障碍的治疗策略。Curr Opin Chem Biol,2018,44:66-74 [18] Giau VV,Lee H,Shim KH 等人。CRISPR-Cas9 的基因组编辑应用促进阿尔茨海默病的体外研究。Clin Interv Aging,2018,13:221-33 [19] Gupta D,Bhattacharjee O,Mandal D 等人。CRISPR-Cas9 系统:基因编辑的新曙光。生命科学, 2019, 232: 116636 [20] Makarova KS, Wolf YI, Alkhnbashi OS, et al.更新了
量子计量学是量子信息领域的一门新兴学科,目前正在经历一系列实验突破和理论发展。量子计量学的主要目标是尽可能准确地估计未知参数。通过使用量子资源作为探针,可以达到使用最佳经典策略无法实现的测量精度。例如,对于相位估计任务,最大精度(海森堡极限)是最佳经典策略精度的二次方增益。当然,量子计量学并不是目前正在取得进展的唯一量子技术。本论文的主题是探索如何在适当的情况下使用其他量子技术增强量子计量学,即:图状态、纠错和加密。图状态是量子信息中非常有用且用途广泛的资源。我们通过量化图状态对相位估计量子计量任务的实用性来帮助确定图状态的全部适用范围。具体而言,图状态的效用可以根据相应图的形状来表征。据此,我们设计了一种方法,将任何图状态转换为更大的图状态(称为捆绑图状态),该图状态近似饱和海森堡极限。此外,我们表明,图状态是一种抵抗噪声影响的稳健资源,即失相和少量擦除,并且量子克拉美-罗界限可以通过简单的测量策略饱和。噪声是量子计量学的最大障碍之一,限制了其可实现的精度和灵敏度。已经证明,如果环境噪声与量子计量任务的动态可以区分,那么可以频繁应用误差校正来对抗噪声的影响。然而在实践中,目前的量子技术无法达到保持海森堡精度所需的误差校正频率。我们通过考虑技术限制和障碍来探索纠错增强量子计量的局限性,由此我们建立了在存在噪声的情况下可以保持海森堡极限的机制。全面实施量子计量问题在技术上要求很高:必须以高保真度生成和测量纠缠量子态。在缺乏所有必要的量子硬件的情况下,一种解决方案是将任务委托给第三方。这样做自然会出现一些安全问题,因为可能存在恶意对手的干扰。我们解决了
1 光的连续变量量子理论 3 1.1 量子谐振子..................................................................................................................................................................4 1.1.1 哈密顿量的量子化..................................................................................................................................................................4 1.1.2 海森堡不确定性原理和算子归一化.................................................. 5 1.2 光的模态表示..................................................................................................................................................................................6 1.2.1 经典光.................................................................................................................................................................................. . ... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 1.5.1 具有连续变量的图状态的理论框架 . ...
2 量子动力学 62 2.1 时间演化和薛定谔方程 62 2.1.1 时间演化算符 62 2.1.2 薛定谔方程 65 2.1.3 能量本征函数 67 2.1.4 期望值的时间依赖性 68 2.1.5 自旋进动 69 2.1.6 中微子振荡 71 2.1.7 关联振幅和能量-时间不确定性关系 74 2.2 薛定谔与海森堡图景 75 2.2.1 幺正算符 75 2.2.2 薛定谔和海森堡图景中的状态函数和可观测量 77 2.2.3 海森堡运动方程 78 2.2.4 自由粒子:艾伦费斯特定理 79 2.2.5 基态和跃迁振幅 81 2.3 简谐振子 83 2.3.1 能量本征态和能量本征值 83 2.3.2 振荡器的时间发展 88 2.4 薛定谔波动方程 91 2.4.1 时间相关波动方程 91 2.4.2 时间无关波动方程 92 2.4.3 波函数的解释 94 2.4.4 经典极限 96 2.5 薛定谔波动方程的基本解 97 2.5.1 三维自由粒子 97 2.5.2 简谐振子 99 2.5.3 线性势 101 2.5.4 WKB(半经典)近似 104 2.6 传播子和费曼路径积分 108 2.6.1 波动力学中的传播子 108 2.6.2 作为过渡振幅的传播子 112 2.6.3 作为路径总和的路径积分 114
2009 年,格拉斯上校毕业于罗得岛州纽波特海军战争学院的海军指挥参谋学院,获得国家安全和战略研究文科硕士学位。随后,他被分配到第 68 装甲师第 3 旅第 4 海军师第 1 营,担任 XO 和行动保障官,之后担任旅行动保障官和旅 XO,并被派往支持 OIF、OND,然后作为安全部队顾问过渡小组在坎大哈南部作战协调中心工作,前往阿富汗。在卡森堡工作之后,他在堪萨斯州利文沃斯堡的指挥参谋学院担任讲师,后来担任助理教授。随后,格拉斯上校被任命为佐治亚州斯图尔特堡第 7 海军师第 2 营的营指挥官,在那里,他部署了营以支持“大西洋决心”行动,先是前往西班牙,然后是德国。
我们展示了如何在准一维海森堡反铁磁体 KCuF 3 中直接见证量子纠缠。我们将三种纠缠见证——单纠缠、双纠缠和量子 Fisher 信息——应用于其非弹性中子谱,并与有限温度密度矩阵重正化群 (DMRG) 和经典蒙特卡罗方法模拟的谱进行比较。我们发现每个见证都提供对纠缠的直接访问。其中,量子 Fisher 信息在实验上是最稳健的,并表明至少在 50 K 以下存在至少二分纠缠,相当于自旋子区边界能量的约 10%。我们将量子 Fisher 信息应用于更高自旋 S 海森堡链,并从理论上表明随着量子数的增加,可见证的纠缠被抑制到更低的温度。最后,我们概述了如何将这些结果应用于更高维量子材料以见证和量化纠缠。
