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World File Search System玻色子
使用收缩量子特征求解器对玻色子进行量子模拟
摘要 量子计算机是模拟多体量子系统的有前途的工具，因为它们比传统计算机具有潜在的扩展优势。虽然人们在多费米子系统上投入了大量精力，但在这里我们用收缩量子特征求解器 (CQE) 模拟了一个模型纠缠的多玻色子系统。我们通过在量子比特上编码玻色子波函数将 CQE 推广到多玻色子系统。CQE 为玻色子波函数提供了一个紧凑的假设，其梯度与收缩薛定谔方程的残差成正比。我们将 CQE 应用于玻色子系统，其中 N 个量子谐振子通过成对二次排斥耦合。该模型与量子设备上分子系统中耦合振动的研究有关。结果表明，即使在存在噪声的情况下，CQE 也能以良好的精度和收敛性模拟玻色子过程（例如分子振动）。
通过高维高斯玻色子采样实现量子计算优势
光子学是一个很有前途的平台，它通过在明确定义的计算任务上超越最强大的经典超级计算机来展示量子计算优势 (QCA)。尽管前景光明，但现有的提案和演示仍面临挑战。在实验上，高斯玻色子采样 (GBS) 的当前实现缺乏可编程性或损失率过高。从理论上讲，GBS 的经典难度缺乏严格的证据。在这项工作中，我们在改进理论证据和实验前景方面取得了进展。我们提供了 GBS 难度的证据，可与 QCA 最强的理论提案相媲美。我们还提出了一种称为高维 GBS 的 QCA 架构，它是可编程的，可以使用少量光学元件以低损耗实现。我们表明，在适中的系统规模下，高维 GBS 实验优于模拟 GBS 的特定算法。因此，这项工作为使用可编程光子处理器展示 QCA 开辟了道路。
超导电路中费米子-玻色子模型的数模量子计算
我们提出了一种数模量子算法，用于模拟 Hubbard-Holstein 模型，该模型描述了强关联费米子-玻色子相互作用，该算法采用具有超导电路的合适架构。它由一个由谐振器连接的线性量子比特链组成，模拟电子-电子 (ee) 和电子-声子 (ep) 相互作用以及费米子隧穿。我们的方法适用于费米子-玻色子模型（包括 Hubbard-Holstein 模型描述的模型）的数模量子计算 (DAQC)。我们展示了 DAQC 算法的电路深度减少，该算法是一系列数字步骤和模拟块，其性能优于纯数字方法。我们举例说明了半填充双位点 Hubbard-Holstein 模型的量子模拟。在这个例子中，我们获得了大于 0.98 的保真度，表明我们的提议适合研究固态系统的动态行为。我们的提议为计算化学、材料和高能物理的复杂系统打开了大门。
纠缠rényi熵和玻色子 - 弗里米二元性二元性
黑洞内部的非统计全息模型是长期存在的黑洞信息难题的潜在分辨率，因为它可以补救有效计算与微观描述之间的摩擦。在这项研究中，结合了最终状态投影模型，黑洞内部的非等法模型和海顿 - 普雷斯基尔思想实验，我们研究了从解码霍金辐射中的信息恢复，并证明了本设置中页面时间的出现。我们将有效模式纳入了地平线内的争夺中，通常在Hayden-Preskill协议中被忽略，并证明可以将页面时间识别为信息传输通道从EPR投影到本地投影的过渡。这为页面时间提供了新的视角。我们计算了检索信息可行的解耦条件，并表明该模型计算与量子极端表面计算一致的黑洞熵。假设对黑洞内部动力学的全部知识，我们展示了如何在修改后的海顿 - 普雷斯基尔协议中采用Yoshida-Kitaev解码策略。此外，我们对七个问题的IBM量子处理器的概率和Grover的搜索解码策略都进行了实验测试，以验证我们的分析结果并确认在非标准模型中检索信息的可行性。这项研究将刺激更多的兴趣，以探索量子处理器上的黑洞信息问题。
三孔电势中相互作用玻色子系统的量子古典对应关系
我们研究了在倾斜的三孔中相互作用的实验可访问系统的量子古典相关性。通过半经典分析，我们可以更好地了解量子系统的不同阶段，以及如何用于量子信息。在可集成的极限中，我们对半经典哈密顿量的固定点的分析揭示了与二阶量子相变相关的关键点。在不可整合的域中，系统伸出了交叉。取决于议会和数量，量子古典作用可容纳很少的玻色子。在某些参数区域中，基态对反应强度（倾斜度振幅）的变化（高度敏感）的稳定性（高度敏感），这可能用于量子信息协议（量子传感）。
量子和经典贡献费尔米金和玻色子高斯系统的熵产生
如前所述，熵产生（表征热力学过程的不可逆性的关键数量）与系统自由度及其热环境之间的相关程度的产生有关。这就提出了一个问题，即这种相关性是否具有分类或量子性质，即，是否可以通过对相关自由度的局部测量来访问它们。我们通过考虑费米子和玻色症高斯系统来解决这个问题。我们表明，对于费米子，熵产生主要是量子的，这是由于均衡超选择规则限制了一组物理允许的测量值，从而显着限制了经典可访问的相关性的数量。相比之下，在骨髓系统中，可以通过高斯测量访问更多的相关性。特别是在低温下量子的贡献可能很重要，但在高温限制中，熵产生对应于纯粹的经典位置 - 摩托明相关性。我们的结果表明，在熵产生的显微镜公式中，费米子和骨系统之间存在着关于存在量子到古典跨性别的重要区别。他们还表明，即使在弱耦合极限中，熵产生也可能主要是由量子相关性引起的，该耦合极限在状态种群的经典速率方程方面以及在低粒子密度极限中的描述，其中玻色子的传输性能和费米子的运输特性将其转化为经典颗粒的粒子。
量子信息理论测量以区分费米子化玻色子和非相互作用费米子
通过精确数值求解时间相关多玻色子薛定谔方程，研究了 Tonks-Girardeau 极限下强相互作用一维玻色子的动态费米子化。我们确定动态费米子化时单体动量分布接近理想费米气体分布。二体层面的测量进一步补充了这一分析。二体层面的动态费米子化应推断为二体关联对角线上存在明显的关联洞。对强相互作用玻色子的二体动量分布的研究清楚地表明，对角线上的模式在费米子化时不会消失。二体局域和非局域关联也将费米子化玻色子与非相互作用费米子清楚地区分开来。进一步利用信息论的适当度量，即众所周知的 Kullback-Leibler 相对熵和 Jensen-Shannon 散度熵，讨论了两个系统之间的可区分性程度。我们还观察到，对于强关联玻色子，高体密度具有非常丰富的结构，而非相互作用的费米子不具有二体以外的任何高阶关联。
90。轴和其他类似粒子
在本节中，我们列出了耦合 - 强度和质量限制，用于轻度中性标量或伪级玻色子，这些玻色子薄弱于正常物质和辐射。这种玻色子可能是由全球u（1）对称性的弹性破裂引起的，导致无质量的nambu-goldstone（ng）玻色子。如果已经在拉格朗日中已经存在一个小的显式对称性破裂，或者由于量子效应（例如异常），玻色子会获得质量，被称为伪NG玻色子。典型的例子是轴（a）[1-4]和Mapoarons [5，6]，分别与自发损坏的Peccei-Quinn PQ和Lepton-number对称性相关。轴也可能在额外的尺寸构造中出现，因为在内部歧管上压实的高维规范的零模型；在这种情况下，对轴突质量没有局部贡献是由于较高维度的对称性[7，8]。
使用费米子到量子比特编码的线性光学量子电路模拟
量子模拟模仿一个量子系统与另一个人工组织的量子系统（即量子模拟器）的演化[1]。具有量子比特的数字量子模拟器可以对由各种粒子（如自旋、费米子和玻色子）组成的任意量子系统进行精确或近似编码，具体取决于粒子的性质。量子比特可以通过多种物理系统实现，如捕获离子[2,3]、核磁共振（NMR）[4,5]、超导电路[6,7]、量子点[8]和光子[9]。因此，无论模拟器的物理性质如何，我们都可以使用适当的量子比特编码协议用数字量子模拟器模拟任何量子系统。在各种多粒子量子系统中，玻色子系统被认为从数字量子模拟中受益匪浅。 Knill、Laflamme 和 Milburn (KLM) 证明后选择线性光学能够进行通用量子计算 [10]。此外，Aaronson 和 Arkhipov [11] 提出的玻色子采样也是证明量子器件计算优越性的有力候选者。玻色子采样问题被认为属于经典的难采样问题。受非相互作用玻色子系统计算能力的启发，提出了几种玻色子到量子比特编码 (B2QE) 协议，以使用数字量子计算机模拟玻色子问题 [12-18]。大多数研究直接使用 Fock 态的一元或二元量子比特表示作为量子比特编码协议，将玻色子产生和湮灭算子离散化。参考文献 [15] 提出了一种用于线性和非线性光学元件的数字量子模拟方法。参考文献[ 17 ] 基于文献 [ 19 ] 开发的玻色子-量子比特映射，使用 IBM Quantum 模拟了束分裂和压缩算子。所需资源（例如量子比特和门的数量）因编码协议而异。文献 [ 18 ] 比较了不同编码协议之间的资源效率。在本文中，我们结合 Shchesnovich [ 20 ] 分析的玻色子-费米子对应关系和费米子到量子比特编码 (F2QE) 协议 [ 21 , 22 ]，提出了一种替代的多玻色子数字模拟方法。具体而言，我们的协议将玻色子态转换为具有内部自由度的费米子态，然后通过 F2QE 协议（Jordan-Wigner (JW) 变换）将其转换为量子比特态。在我们的模拟模型中，具有 M 个 N 量子比特束的量子电路可以模拟 M 模式下 N 个玻色子的数量守恒散射过程。我们的协议总结如图 1 所示。我们的协议最显著的优势是，它可以使用量子比特数的直接扩展来有效地模拟非理想的部分可区分玻色子，即具有内部自由度的玻色子。作为概念证明，我们使用我们的协议生成了 Hong-Ou-Mandel (HOM) 倾角 [ 23 ]。HOM 效应在光量子系统中非常重要，它为线性光量子计算系统中的逻辑门提供基本资源。参考文献 [ 24 ] 讨论了 HOM 效应与基于量子比特的 SWAP 测试之间的正式联系。为了模拟 HOM 倾角，我们需要一种方法来为光子添加内部自由度。在我们的例子中，通过将量子比特数增加两倍就可以轻松实现，这表明我们的协议适合模拟部分可区分的玻色子。我们使用 IBM Quantum 和 IonQ 云服务验证了电路的有效性。本文结构如下：第 2 部分介绍我们的数字玻色子模拟协议。在回顾了玻色子-费米子变换协议之后，我们展示了如何将此变换与 JW 变换相结合进行数字玻色子模拟。在第 3 部分中，我们将模型应用于 HOM 倾角实验。我们用一个八量子比特电路模拟双光子部分区分性。最后，第 4 部分总结我们目前的工作并讨论其未来可能的扩展。