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大型系统的量子性有效标准...
量子技术 2.0 全面发展道路上的一个关键障碍 [ 1 ] 与最初刺激其发展的情况相同：用经典方法有效模拟足够大的量子相干结构根本不可能。实际上，“足够大”的系统是由一百个左右量子比特组成的，但这个数字仍然太小，不足以组成能够模拟其他“足够大”的量子系统的量子计算机。另一方面，由数千个量子比特组成的人工量子相干系统正在被制造出来 [ 2 ]，甚至得到成功应用，如商用量子退火炉 [ 3 , 4 ]。超导量子比特阵列也被认为是能够超越标准量子极限的微波探测器（例如，在搜索银河系轴子等应用中 [ 5 ]）。阵列的量子相干性是检测机制的关键要素。这种“量子容量差距” [6] 需要得到弥合，以便系统地开发量子技术 2.0 的全部潜力，例如有噪声的中型量子 (NISQ) 设备 [7] 和通用容错量子计算机。对大型量子系统进行有效的经典模拟并不是绝对不可能的，因为它涉及对这种系统的任意演化的模拟，即其状态向量可以到达其所有（指数高维）希尔伯特空间，并且可能在有限时间内做到这一点。Margolus-Levitin 定理及其推广 [8-13] 对这种演化的速度进行了限制，从而限制了在任何有限时间间隔内可访问希尔伯特空间的部分。这与 [14] 的证明相一致，即在系统尺寸呈多项式缩放的时间内，任意时间相关局部哈密顿量可以生成的所有量子多体态的流形在其希尔伯特空间中占据的体积呈指数级小。（这是一个字面上正确的表述，因为量子比特系统的希尔伯特空间是一个有限维复射影空间；也就是说，它是紧致的，而且它有一个酉不变的富比尼-施图迪度量 [15]）。数值和分析研究还表明，描述
革命性地进入火星表面：一项战略
索耶纳号首次在阿瑞斯山谷着陆 24 年后，我们即将迎来火星表面探索的新时代。自 2004 年以来，我们一直有机器人探测器在火星表面持续存在，目前有超过六艘轨道航天器在运行。我们从轨道上以米/像素的尺度对整个火星表面进行了成像，并发现了数千个保存着从太阳系形成到现在曾经适宜居住的世界记录的地点。火星的岩石和冰记录是独一无二的历史档案，也是太阳系中研究宜居类地行星长期演化的最佳地点。火星在全球文化中也一直占据着独特的地位，它是太阳系中人类可以探索的唯一其他行星（图 ES.1）。
绝热量子计算用于解决武器目标分配问题
摘要 - 量词计算承诺在机器学习和复杂优化问题等各种领域的计算能力的显着改善。最近的技术进步表明，绝热量子计算ANSATZ可能很快看到了实际应用。在这项工作中，我们采用此计算范式来开发基于量子计算的求解器，该求解器是众所周知的武器目标分配问题，NP-HARD非线性整数编程优化任务。通过对量子位系统的绝热演化对模型中的最佳解决方案的绝热演化的数值模拟来证明了所提出的模型的可行性。总的来说，所描述的方法不仅限于武器管理的上下文，而是对模型汉密尔顿的稍作修改，适用于工人任务分配优化。索引术语 - 无绝热的量子计算，武器目标分配，ISING模型
太空任务：建模与分析简介
人类对太空一直有着浓厚的兴趣，因为人们相信太空蕴含着与地球的形成、存在和持续生存相关的信息。在这方面，天体物理学是一门重要的空间科学，它利用物理和化学原理提供有关太空和物体性质的信息。同样，天文学是一门古老的自然科学，它利用观测数据提供有关行星、恒星、星系等天体的起源和演化的信息。然而，由于地面仪器的覆盖范围有限，用于此类任务的太空物体概念已经发展起来。此外，许多与地球相关的活动（如通信等）也被发现在更高海拔的仪器上表现更好。这些导致了太空物体概念的产生，以满足地面和太空探索的需求。太空计划的历史和现状
解决悖论：AdS/CFT 和黑洞信息丢失
本报告回顾了通过 AdS/CFT 对偶的视角理解黑洞动力学和解决黑洞信息悖论的最新进展。从黑洞蒸发和信息的考虑介绍了悖论的起源。回顾了 AdS/CFT 对偶的主要原理，其动机是弦理论中对偶的起源以及 AdS 时空中的标量动力学。应用 AdS/CFT 对偶的全息原理将非引力量子理论转化为高维引力理论，计算蒸发黑洞的霍金辐射的纠缠熵以显示是否遵循幺正佩奇曲线。最后，利用对量子极值曲面演化的最新见解来测试 AdS 2 中的黑洞辐射系统是否遵循幺正性。
在连续变量量子计算机上模拟量子场论
摘要：我们深入研究了使用光子量子计算来模拟量子力学并将其应用扩展到量子场论。我们开发并证明了一种利用这种连续变量量子计算 (CVQC) 形式来重现任意汉密尔顿量下量子力学状态的时间演化的方法，并证明了该方法在各种潜力下的显著效果。我们的方法以构建演化状态为中心，这是一种特殊准备的量子态，可在目标状态上诱导所需的时间演化。这是通过使用基于测量的量子计算方法引入非高斯运算来实现的，并通过机器学习进行增强。此外，我们提出了一个框架，其中可以扩展这些方法以在 CVQC 中编码场论而无需离散化场值，从而保留场的连续性。这为量子场论中的量子计算应用开辟了新途径。
第六讲：角动量、自旋和统计
除了轨道 AM，量子粒子还具有自旋，其起源于相对论，可以将其视为与粒子围绕自身的固有动态旋转有关。自旋与轨道 AM 一样具有离散光谱。电子自旋的 l 值等于 ½，其沿任何给定方向的分量取值 (自旋 ½)。与电子自旋相关的量子态在二维希尔伯特空间中演化，其算符可以表示为恒等算符和三个泡利算符的线性组合，这些算符与三个正交空间方向上的自旋分量成比例。我们使用 Bloch 球面的便捷表示来描述这些算符及其本征态的属性。此表示可用于描述在二维希尔伯特空间中演化的任何系统，例如量子信息中的量子比特。我们将在后续讲座中广泛使用这种表示。
在声子辅助的反stokes激发NV0
摘要：钻石中氮呈（NV）中心的电荷状态是下一代量子传感，通信和计算的先决条件。在这里，我们使用声子辅助的反stokes激发来实现NV 0和NV-状态之间的可逆转换。在这种情况下，我们观察到具有寿命长达数十秒钟的NV-中心的两个衰减过程。通过研究NV-状态的光谱结构演化的动力学，我们发现NV-中心的光谱结构是通过反stokes激发的电荷状态过渡过程调节的。我们提出的主要原因是由NV-的电离产生的局部电场，它改变了颜色中心的辐射环境。我们的结果可能提供了一种控制氮 - 视牙中心的电荷状态的替代方法。关键字：钻石，电荷状态控制，声子辅助上转换，量子光学■简介
量子伊辛链中的纠缠跃迁
我们研究了 Lindblad 主方程形式中具有相位耗散的量子 Ising 链中的纠缠动力学。我们考虑了两种保留状态高斯形式的解构，使我们能够处理大型系统。第一个解构产生了量子态扩散动力学，而第二个解构描述了一种特定形式的量子跳跃演化，适合构建以保留高斯性。在第一种情况下，我们发现了从面积律到对数律纠缠缩放的交叉，并绘制了相关的相图。在第二种情况下，我们只发现了对数律缩放，并指出了同一 Lindblad 方程的不同解构的不同纠缠行为。最后，我们将这些结果与非厄米汉密尔顿演化的预测进行比较，发现了相互矛盾的结果。
基于粒子离散元素方法
能量耗散通常发生在岩石故障期间，这可以以相对准确的方式证明岩石的中质故障过程。基于PFC2D在测试过程中建立了一个数值双占多年压缩模型，以观察测试过程中的微裂缝和能量演化的发展，然后分析了裂纹繁殖，能量消散和损害进化的定律。数值模拟结果表明，加载过程中裂纹数和总能量随着结构压力增加，这基本上与实验结果一致。分别根据其他研究人员的结果和数值模拟的能量耗散的密度来提出了两个损伤变量。基于能量的损伤变量随轴向应变而变化，在“ S”的形状中，基于最终破坏时期的密度比密度更接近一个。从能量的角度来看，岩石故障的研究可能会进一步了解岩石的机械行为。