为了使超导量子比特成为大规模量子信息处理的可行平台,需要高保真度的读出。本论文研究了描述初始化和读出序列中的系统和时间演化的底层物理,以研究不同的物理参数如何影响状态准备和测量 (SPAM) 误差。通过校准单个超导量子比特,使用随机主方程建立了一个模拟模型来模拟量子比特谐振器系统的色散近似。该模型能够生成具有与实验室测量相似的分布和 SPAM 保真度的 IQ 测量的真实图。该模型用于估计三个因素对不保真度的贡献:非零温度、测量过程中的能量衰减和低效测量。我们得出结论,非零温度是所分析系统的最大贡献者。该模型进一步用于模拟具有边际改进的系统。这为讨论如何改进超导量子比特读出提供了基础。
介绍了一个框架,用于在一个空间维度的 2 味晶格理论中实时模拟强子和原子核的弱衰变。通过 Jordan-Wigner 变换映射到自旋算子后,发现标准模型的单代需要每个空间晶格点 16 个量子比特。该动力学包括量子色动力学和味变弱相互作用,后者通过四费米有效算子实现。在 Quantinuum 的 H1-1 20 量子比特捕获离子系统上开发并运行了实现该晶格理论中时间演化的量子电路,以模拟单个重子在一个晶格点上的 β 衰变。这些模拟包括初始状态准备,并针对一个和两个 Trotter 时间步骤执行。讨论了此类晶格理论的潜在内在误差修正特性,并提供了模拟由中微子马约拉纳质量项引起的原子核 0 νββ 衰变所需的主要晶格哈密顿量。
控制由行进量子场携带的飞行量子比特 (qubits) 对于量子网络中的相干信息传输至关重要。在本文中,我们基于描述由驻留量子系统驱动的输入输出过程的量子随机微分方程 (QSDE) 开发了一个用于对飞行量子比特的控制进行建模的通用框架。在连续时间有序光子数基础上,无限维 QSDE 被简化为驻留量子系统非幺正状态演化的低维确定性微分方程,并且传出的飞行量子比特状态可以以随机发生的量子跳跃的形式表示。正如飞行量子比特生成和变换的例子所证明的那样,这使得分析激发数不保留的一般情况成为可能。所提出的框架为飞行量子比特控制系统的设计奠定了基础,可以将先进的控制技术融入实际应用中。© 2022 Elsevier Ltd. 保留所有权利。
为了开发量子技术,可靠地处理量子信息需要精确控制非平衡多体系统。这是一项极具挑战性的任务,因为量子态对外部扰动的脆弱性会随着系统规模的增大而增加。在这里,我们报告了一系列实验性量子模拟,这些模拟量化了受控汉密尔顿演化对驱使系统偏离目标演化的扰动的敏感性。基于非时间有序关联,我们证明过程保真度的衰减率随着关联量子比特的有效数量 K 的增加而增加,即 K α 。作为扰动强度的函数,我们观察到两个不同动力学状态之间指数 α 的退相干缩放转变。在低于临界扰动强度的极限情况下,指数 α 急剧下降到 1 以下,并且可控制的量子比特数没有固有限制。量子信息受控动力学的这种弹性量子特性有望实现对大型量子系统的可靠控制。
为了开发量子技术,可靠的量子信息处理需要精确控制非平衡多体系统。这是一项极具挑战性的任务,因为量子态对外部扰动的脆弱性会随着系统尺寸的增加而增加。在这里,我们报告了一系列实验性量子模拟,这些模拟可以量化受控汉密尔顿演化对驱使系统偏离目标演化的扰动的敏感性。基于非时间序相关性,我们证明过程保真度的衰减率随着相关量子比特的有效数量 K 的增加而增加,即 K α 。作为扰动强度的函数,我们观察到两个不同动力学区域之间指数 α 的急剧退相干缩放转变。在低于临界扰动强度的极限情况下,可以高保真度控制的量子比特数量没有固有限制。这可能表明,如果扰动能够保持在这个临界阈值以下,那么对大型量子系统的可靠控制是可能的。
最近的北极海冰迅速丧失激励了对北极海冰厚度的研究。描述冰厚性演化的全球气候模型需要北极海冰的准确空间温度曲线。但是,在整个北极ICECAP中测量完整温度曲线是不可行的。相反,通过从海底和卫星设备中获取数据可用来测量冰厚度。在本文中,我们开发了一种反向替代的观察者算法,以通过可用的海冰厚度和海冰表面温度来估算北极海冰模型的温度曲线。观察者以严格的方式设计,以将无盐度海冰模型的温度剖面估计误差提高到零。此外,提出的观察者用于通过数值模拟估算具有盐度原始海冰模型的温度曲线。模拟结果表明,我们的观察者设计在三天内成功地估计了海冰温度剖面,这比直接的开环算法快十倍。©2019 Elsevier Ltd.保留所有权利。
抽象的地球物理观察将提供有关行星和卫星内部结构的关键信息,并理解内部结构是这些物体的批量组成和热演化的强大结合。因此,地理观测是发现月球起源和演变的关键。在本文中,我们提出了一个自主月球地球物理实验包的开发,该实验包由一套仪器和带有标准化界面的中央站组成,可以安装在各种未来的月球任务上。通过修复仪器与中央站之间的接口,可以轻松地为不同的任务配置适当的实验包。我们在这里描述了一系列可能作为地球物理包装的地球物理仪器:地震计,磁力计,热流探针和激光反射器。这些仪器将提供与内部结构密切相关的月球的机械,热和大地测量参数。我们讨论了未来对月球的地球物理观察所需的功能,其中包括中央站的开发,而中央站通常会通过不同的有效载荷使用。
我们研究了淬灭后全息超流体的放松,当末端状态被调谐到临界点,或者非常接近它时。通过以数值方式求解运动的整体方程,我们证明了在前一种情况下,该系统表现出功率定律的损失以及紧急的离散量表不变性。后一种情况是由临界放慢速度主导的政权,我们表明,在较晚时间级别的衰减开始之前,有一个中间的时间范围,该系统的行为与其功率定律下降的临界点相似。我们进一步假设一个现象学的毛 - 皮塔维斯基样方程(对应于Hohenberg&Halperin的模型F),该方程能够对近临界淬灭的全息超氟化后的全息超氟中全息超流体的行为进行定量预测。有趣的是,描述非线性时间演化的现象学方程的所有参数都可以用静态平衡溶液和线性响应理论的信息来固定。
摘要。处理自主系统 (AS) 中的人工智能 (AI) 模型的公司面临着许多问题,例如用户在不利或未知条件下缺乏信任、软件工程与 AI 模型开发之间的差距以及在不断变化的运营环境中的运营。这篇正在进行的论文旨在通过定义一种协调两种活动的方法来缩小可信赖的基于 AI 的 AS 的开发和运营之间的差距。我们综合了基于 AI 的 AS 在工业环境中面临的主要挑战。我们反思了克服这些挑战所需的研究工作,并提出了一种新颖的、整体的 DevOps 方法将其付诸实践。我们详细阐述了四个研究方向:(a) 通过监控基于 AI 的 AS 的运行并识别危急情况下的自适应需求来提高用户的信任;(b) 用于开发和演化的集成敏捷过程 AI 模型和 AS;(c) 在分布式 AS 环境中持续部署不同上下文特定 AI 模型实例; (d) 基于 AI 的 AS 的整体 DevOps 生命周期。
摘要 纠缠量子粒子是纳米尺度上携带量子信息的一种有吸引力的选择,对其中某个粒子的操作会瞬间影响另一个纠缠粒子的状态。然而,在传统的时间相关量子传输模拟方法中,完整描述纠缠需要大量的计算工作,几乎是无法承受的。考虑到电子,分析其纠缠的一种方法是通过 Wigner 形式对库仑相互作用进行建模。在本文中,我们通过采用合理的近似来降低两个相互作用电子时间演化的计算复杂度。具体而言,我们用局部静电场代替电子-电子相互作用的 Wigner 势,该势是通过势的谱分解引入的。证明了对于电子-电子系统的某些特定配置,引入的近似是可行的。我们还分析了纯度,即量子态的最大相干性,相应的分析表明,引入的局部近似可以很好地解释由库仑相互作用引起的纠缠。
