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量子热力学及其他领域的非交换守恒电荷
热力学系统通常保存能量和粒子数等量（称为电荷）。通常假设电荷相互交换。然而，不确定性关系等量子现象依赖于可观测量的交换失败。非交换电荷如何影响热力学现象？这个问题在量子信息理论和热力学的交叉点上出现，最近传遍了多体物理学。电荷的非交换已被发现会使热态形式的推导无效，减少熵的产生，与本征态热化假设相冲突等等。本期观点调查了非交换电荷量子热力学的主要成果、机会和相关工作。未解决的问题包括一个概念难题：有证据表明，非交换电荷可能在某些方面阻碍热化，而在其他方面增强热化。
通过几年的核心瞬态吸收光谱
使用镍的几秒极端紫外线（XUV）瞬态吸收光谱在镍M 2、3边缘进行镍中光激发载体动力学的直接测量。可以观察到，可以通过高斯拓宽（σ）和地面吸收光谱的高斯拓宽（σ）和红移（ωs）来描述光激发镍的核心水平吸收线形状。理论预测，实验结果证明，在初始快速载体热化后，电子温度升高（t）与高斯拓宽因子σ呈线性成正比，从而提供了电子温度松弛的定量实时跟踪。测量结果揭示了50 nm厚的多晶镍纤维的电子冷却时间，为640±80 fs。使用热热载体，光谱红移与电子温度变化ωs∝T 1具有幂律关系。5。通过载流子散射的快速电子热化伴随并遵循标称的4-FS光激发脉冲，直到载体达到二硫代平衡为止。与<6 FS仪器响应函数结合在一起，从在不同泵浦流动下获取的实验数据中估算了从34 fs到13 fs的载体热化时间，并且观察到电子热化时间随着泵的增加而降低。该研究提供了一个初始示例，即用XUV光实时测量金属中的电子温度和热化，并为在具有核心水平吸收光谱的金属中进一步研究光诱导的相变和载体传输的基础。
量子库计算中的动态相变
封闭量子系统表现出不同的动态状态，如多体局部化或热化，它们决定了信息传播和处理的机制。本文我们讨论了这些动态阶段对量子库计算的影响，量子库计算是一种非常规计算范式，最近扩展到量子领域，利用动态系统来解决非线性和时间任务。我们确定热阶段自然适应量子库计算的要求，并报告了所研究任务在热化转变时性能的提高。揭示自旋网络最佳信息处理能力背后的潜在物理机制对于未来的实验实现至关重要，并为动态阶段提供了新的视角。
量子的单粒子数字化策略...
已经投入了很大的效果，用于研究量子化学[1-4]，凝结物理学[5-7]，宇宙学[8-10]以及高能量和核物理学[11-16]的问题[11-16]，具有数字量子计算机和模拟量子模拟器[17-22]。一个主要的动机是加深我们对密切相关的多体系统（例如结合状态的光谱）的基态特性的传统棘手特征的理解。另一个是推进散射问题的最新技术，这些问题提供了有关此类复杂系统的动态信息。在这项工作中，我们的重点将放在相对论量子场理论中为高能量散射和多粒子产生的量子算法的问题。我们的工作是在量子铬动力学（QCD）中提取有关Hadron和Nuclei的性能的动态信息的有前途但遥远的目标。QCD中量子信息科学可以加速我们目前的组合能力是核多体系统中的低能量散射的 在核多体系统中[23，24]，超层流性离子离子碰撞中的热化过程[25] [25]夸克和脾气吹入黑龙喷头[34，35]。 例如，两个喷气片段化函数和DIS结构功能都需要计算Minkowski SpaceTime中电流的自相关功能。这对构建以计算欧几里得时空相关因子的经典蒙特卡洛方法提出了挑战[36-43]。QCD中量子信息科学可以加速我们目前的组合能力是核多体系统中的低能量散射的 在核多体系统中[23，24]，超层流性离子离子碰撞中的热化过程[25] [25]夸克和脾气吹入黑龙喷头[34，35]。 例如，两个喷气片段化函数和DIS结构功能都需要计算Minkowski SpaceTime中电流的自相关功能。这对构建以计算欧几里得时空相关因子的经典蒙特卡洛方法提出了挑战[36-43]。在核多体系统中[23，24]，超层流性离子离子碰撞中的热化过程[25] [25]夸克和脾气吹入黑龙喷头[34，35]。 例如，两个喷气片段化函数和DIS结构功能都需要计算Minkowski SpaceTime中电流的自相关功能。这对构建以计算欧几里得时空相关因子的经典蒙特卡洛方法提出了挑战[36-43]。在核多体系统中[23，24]，超层流性离子离子碰撞中的热化过程[25] [25]夸克和脾气吹入黑龙喷头[34，35]。 例如，两个喷气片段化函数和DIS结构功能都需要计算Minkowski SpaceTime中电流的自相关功能。这对构建以计算欧几里得时空相关因子的经典蒙特卡洛方法提出了挑战[36-43]。在核多体系统中[23，24]，超层流性离子离子碰撞中的热化过程[25] [25]夸克和脾气吹入黑龙喷头[34，35]。 例如，两个喷气片段化函数和DIS结构功能都需要计算Minkowski SpaceTime中电流的自相关功能。这对构建以计算欧几里得时空相关因子的经典蒙特卡洛方法提出了挑战[36-43]。在核多体系统中[23，24]，超层流性离子离子碰撞中的热化过程[25] [25]夸克和脾气吹入黑龙喷头[34，35]。 例如，两个喷气片段化函数和DIS结构功能都需要计算Minkowski SpaceTime中电流的自相关功能。这对构建以计算欧几里得时空相关因子的经典蒙特卡洛方法提出了挑战[36-43]。在核多体系统中[23，24]，超层流性离子离子碰撞中的热化过程[25] [25]夸克和脾气吹入黑龙喷头[34，35]。 例如，两个喷气片段化函数和DIS结构功能都需要计算Minkowski SpaceTime中电流的自相关功能。这对构建以计算欧几里得时空相关因子的经典蒙特卡洛方法提出了挑战[36-43]。在核多体系统中[23，24]，超层流性离子离子碰撞中的热化过程[25] [25]夸克和脾气吹入黑龙喷头[34，35]。 例如，两个喷气片段化函数和DIS结构功能都需要计算Minkowski SpaceTime中电流的自相关功能。这对构建以计算欧几里得时空相关因子的经典蒙特卡洛方法提出了挑战[36-43]。在核多体系统中[23，24]，超层流性离子离子碰撞中的热化过程[25] [25]夸克和脾气吹入黑龙喷头[34，35]。 例如，两个喷气片段化函数和DIS结构功能都需要计算Minkowski SpaceTime中电流的自相关功能。这对构建以计算欧几里得时空相关因子的经典蒙特卡洛方法提出了挑战[36-43]。在核多体系统中[23，24]，超层流性离子离子碰撞中的热化过程[25] [25]夸克和脾气吹入黑龙喷头[34，35]。 例如，两个喷气片段化函数和DIS结构功能都需要计算Minkowski SpaceTime中电流的自相关功能。这对构建以计算欧几里得时空相关因子的经典蒙特卡洛方法提出了挑战[36-43]。在核多体系统中[23，24]，超层流性离子离子碰撞中的热化过程[25] [25]夸克和脾气吹入黑龙喷头[34，35]。 例如，两个喷气片段化函数和DIS结构功能都需要计算Minkowski SpaceTime中电流的自相关功能。这对构建以计算欧几里得时空相关因子的经典蒙特卡洛方法提出了挑战[36-43]。在核多体系统中[23，24]，超层流性离子离子碰撞中的热化过程[25] [25]夸克和脾气吹入黑龙喷头[34，35]。 例如，两个喷气片段化函数和DIS结构功能都需要计算Minkowski SpaceTime中电流的自相关功能。这对构建以计算欧几里得时空相关因子的经典蒙特卡洛方法提出了挑战[36-43]。在核多体系统中[23，24]，超层流性离子离子碰撞中的热化过程[25] [25]夸克和脾气吹入黑龙喷头[34，35]。 例如，两个喷气片段化函数和DIS结构功能都需要计算Minkowski SpaceTime中电流的自相关功能。这对构建以计算欧几里得时空相关因子的经典蒙特卡洛方法提出了挑战[36-43]。在核多体系统中[23，24]，超层流性离子离子碰撞中的热化过程[25] [25]夸克和脾气吹入黑龙喷头[34，35]。 例如，两个喷气片段化函数和DIS结构功能都需要计算Minkowski SpaceTime中电流的自相关功能。这对构建以计算欧几里得时空相关因子的经典蒙特卡洛方法提出了挑战[36-43]。在核多体系统中[23，24]，超层流性离子离子碰撞中的热化过程[25] [25]夸克和脾气吹入黑龙喷头[34，35]。 例如，两个喷气片段化函数和DIS结构功能都需要计算Minkowski SpaceTime中电流的自相关功能。这对构建以计算欧几里得时空相关因子的经典蒙特卡洛方法提出了挑战[36-43]。在核多体系统中[23，24]，超层流性离子离子碰撞中的热化过程[25] [25]夸克和脾气吹入黑龙喷头[34，35]。 例如，两个喷气片段化函数和DIS结构功能都需要计算Minkowski SpaceTime中电流的自相关功能。这对构建以计算欧几里得时空相关因子的经典蒙特卡洛方法提出了挑战[36-43]。在核多体系统中[23，24]，超层流性离子离子碰撞中的热化过程[25] [25]夸克和脾气吹入黑龙喷头[34，35]。 例如，两个喷气片段化函数和DIS结构功能都需要计算Minkowski SpaceTime中电流的自相关功能。这对构建以计算欧几里得时空相关因子的经典蒙特卡洛方法提出了挑战[36-43]。在核多体系统中[23，24]，超层流性离子离子碰撞中的热化过程[25] [25]夸克和脾气吹入黑龙喷头[34，35]。 例如，两个喷气片段化函数和DIS结构功能都需要计算Minkowski SpaceTime中电流的自相关功能。这对构建以计算欧几里得时空相关因子的经典蒙特卡洛方法提出了挑战[36-43]。在核多体系统中[23，24]，超层流性离子离子碰撞中的热化过程[25] [25]夸克和脾气吹入黑龙喷头[34，35]。 例如，两个喷气片段化函数和DIS结构功能都需要计算Minkowski SpaceTime中电流的自相关功能。这对构建以计算欧几里得时空相关因子的经典蒙特卡洛方法提出了挑战[36-43]。在核多体系统中[23，24]，超层流性离子离子碰撞中的热化过程[25] [25]夸克和脾气吹入黑龙喷头[34，35]。 例如，两个喷气片段化函数和DIS结构功能都需要计算Minkowski SpaceTime中电流的自相关功能。这对构建以计算欧几里得时空相关因子的经典蒙特卡洛方法提出了挑战[36-43]。在核多体系统中[23，24]，超层流性离子离子碰撞中的热化过程[25] [25]夸克和脾气吹入黑龙喷头[34，35]。 例如，两个喷气片段化函数和DIS结构功能都需要计算Minkowski SpaceTime中电流的自相关功能。这对构建以计算欧几里得时空相关因子的经典蒙特卡洛方法提出了挑战[36-43]。在核多体系统中[23，24]，超层流性离子离子碰撞中的热化过程[25] [25]夸克和脾气吹入黑龙喷头[34，35]。 例如，两个喷气片段化函数和DIS结构功能都需要计算Minkowski SpaceTime中电流的自相关功能。这对构建以计算欧几里得时空相关因子的经典蒙特卡洛方法提出了挑战[36-43]。在核多体系统中[23，24]，超层流性离子离子碰撞中的热化过程[25] [25]夸克和脾气吹入黑龙喷头[34，35]。 例如，两个喷气片段化函数和DIS结构功能都需要计算Minkowski SpaceTime中电流的自相关功能。这对构建以计算欧几里得时空相关因子的经典蒙特卡洛方法提出了挑战[36-43]。在核多体系统中[23，24]，超层流性离子离子碰撞中的热化过程[25] [25]夸克和脾气吹入黑龙喷头[34，35]。例如，两个喷气片段化函数和DIS结构功能都需要计算Minkowski SpaceTime中电流的自相关功能。这对构建以计算欧几里得时空相关因子的经典蒙特卡洛方法提出了挑战[36-43]。量子设备有可能克服经典计算机在解决上述许多问题时的局限性。目前的限制是，散射问题涉及大量的空间（动量）和时间（能量）尺度，并要求对大量（局部）量子型操作员进行量子模拟。当今NISQ ERA技术仅限于几十个未纠正的量子台上的NISQ ERA技术具有挑战性[22]。正如约旦，李和普雷基尔[44，45]在精液论文中所讨论的那样，量子模拟相对论量子型理论中的散射问题需要晶格离散化，而在骨质理论的情况下，则是field eld opertor的局部希尔伯特空间的截断。从广义的重归化组（RG）的意义上[46]的意义上，可以将这种数字化视为定义低能量效能理论的定义。我们将在这里争论，从这个角度来看，数字化方案不一定需要基于本地运算符的分解，而是更多
超薄单晶金中的超快热载流子动力学
光电探测、光化学、活性超材料和超表面等应用需要从根本上理解金属纳米系统中的超快非热和热电子过程。低损耗单晶金的合成和研究最近取得了重大进展，为其在超薄纳米光子结构中的应用开辟了机会。在这里，我们揭示了单晶和多晶超薄（厚度低至 10 纳米）金膜之间热电子热化动力学的根本差异。弱激发和强激发状态的比较展示了中观金中热化和非热化电子动力学之间违反直觉的独特相互作用，以及 X 点带间跃迁对带内电子弛豫的重要影响。我们还通过实验证明了热电子转移到基底中以及基底热性质对超薄膜中电子-电子和电子-声子散射的影响。测量到单晶金向 TiO 2 的热电子注入效率接近 9%，接近理论极限。这些实验和建模结果揭示了结晶度和界面对众多应用中重要的微观电子过程的重要作用。
量子储层计算中的动态相变
封闭的量子系统表现出不同的动力学状态，例如多体定位或热化，这些动力学确定了信息的传播和处理的机制。在这里，我们解决了这些动态阶段在量子储存计算中的影响，量子储存计算是一种非常规计算范式，该范式最近扩展到了量子状态，该量子范围扩展到利用动态系统来求解非线性和时间任务。我们确定热相自然适应了量子储层计算的要求，并报告了在热化过渡时的性能提高。揭示旋转网络最佳信息处理能力背后的基本物理机制对于将来的实验实现至关重要，并为动态阶段提供了新的观点。
![arXiv:2109.05537v2 [quant-ph] 2022 年 7 月 19 日](/simg/5\5922805da645aa2ab4b33e65b20b49932518bdee.webp)
arXiv:2109.05537v2 [quant-ph] 2022 年 7 月 19 日
孤立的非平衡量子多体系统由于相互作用而趋于热能并充当自身的热浴，这被称为量子热化[1,2]。最近，热化系统中的量子混沌和信息置乱[3-12]引起了人们的极大兴趣，因为它们对于理解强相互作用系统中的非平衡动力学和量子引力具有重要意义。信息置乱描述了在幺正演化下，量子混沌系统中局部信息如何传播到其他自由度。它是研究黑洞动力学和量子信息处理的基础。最近特别关注的是信息置乱的速度极限，被称为快速置乱猜想[6,13]，其中信息传播到整个系统的置乱时间ts满足
随机状态和黑洞的相对熵
我们研究高度激发量子态的相对熵。首先，我们从 Wishart 集合中抽取状态，并开发出一种大 N 图解技术来计算相对熵。该解决方案以基本函数的形式精确表示。我们将分析结果与小 N 数值进行比较，发现它们完全一致。此外，随机矩阵理论结果与混沌多体本征态的行为精确匹配，这是本征态热化的表现。我们将这种形式应用于 AdS = CFT 对应，其中相对熵测量不同黑洞微态之间的可区分性。我们发现，即使观察者对量子态的访问量任意小，黑洞微态也是可区分的，尽管这种可区分性在牛顿常数中非微扰地小。最后，我们在子系统本征态热化假设 (SETH) 的背景下解释这些结果，得出结论，全息系统服从 SETH，直到子系统达到整个系统的一半大小。