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使用非...优化量子操作的性能
使用时间相关哈密顿量控制量子系统对于量子技术至关重要 [1] ，它可以实现状态转移和门操作。一项重要任务是确定如何使此类过程实现最佳性能。在理想的封闭量子系统中，只要有足够的时间，就可以实现完美的操作 [2] 。由于物理哈密顿量是有界的，因此会出现速度限制，因此能量-时间不确定性会导致时间演变的最大速率，从而导致最短操作时间。然而，除了这种理想情况之外，还会出现其他考虑因素。其一是在无法保证精确控制时希望实现可靠操作；这可以通过使用鲁棒控制技术 [3] 或绝热过程 [4,5] 来实现。另一个是退相干和耗散的影响。在标准马尔可夫近似中，此类过程会随时间累积丢失信息。因此，人们通常认为快速操作是减少信息损失的理想选择，但也有明显的例外，即较慢的操作可以访问无退相干的子空间 [6] 。在本文中，我们表明，快速操作在非马尔可夫系统中并不总是理想的，因为较慢的操作可以利用信息回流来提高保真度。为了具体证明非马尔可夫系统中速度和保真度之间的权衡，我们使用数值最优控制来探索由驱动量子比特与玻色子环境相互作用组成的系统可实现的性能。最优控制 [7] 涉及确定一组时间相关的控制场，以最大化目标函数（例如保真度）。在这里，我们表明这可以在
受控非门在离子阱量子网络节点中的实现及应用
量子比特相干时间是离子阱量子网络节点中的关键参数。然而，用于将量子比特编码为离子的状态之间的能量差波动可能是退相干的重要来源。为了增加任意单量子比特状态的相干时间，可以将状态编码为由两个物理量子比特的联合状态形成的无退相干子空间 (DFS)，在我们的例子中，这两个物理量子比特是两个共同捕获的离子。因此，离子量子比特的相干性被动地受到保护，免受对两个物理量子比特产生同等影响的波动的影响。这篇硕士论文介绍了在我们的实验装置中实现无退相干量子存储器的实验结果。为了实现量子存储器，需要一个受控非门 (CNOT)。为了实现 CNOT 门，我们实验装置中的本机门被扩展以完成一组通用量子门。在这篇硕士论文之前，多离子串和纠缠门内的离子量子比特全局旋转已经可用。为了完成一组通用的量子门，将单离子聚焦相位旋转添加到本机门中。然后使用 CNOT 门从双量子比特 DFS 存储和检索单量子比特状态。在 DFS 中存储和检索量子比特的过程完全由量子过程层析成像表征，存储时间为 500 毫秒，过程保真度为 94(6)%。与我们之前在离子阱系统中实现的相比，使用 DFS 编码可以将量子比特的相干时间提高至少一个数量级。
城市生态系统的肠道：下水道基础设施的微生物生态
抽象的微生物已经居住在海洋和土壤中已有数百万年了，并且独特地适合其栖息地。相比之下，现代城市的下水道基础设施只能追溯到还可以。 150年。下水道管道运输人类废物，并为公共卫生提供了视野，但是可能调节这些特征的常驻生物是没有探索的。在这里，我们表明，在71个美国城市未经处理的废水中测序的细菌组合在序列水平上是高度相干的，这表明由大空间距离隔开的城市基础设施可能会引起惊人的相似社区。在整个微生物群落结构中，温度对密切相关的扩增子序列变体的分布模式产生了明显的影响，从而导致温暖和冷的生态型。两个细菌属在大多数城市中都占主导地位，无论其大小或地理位置如何；平均而言，Arcobacter占整个社区的11％和10％。对六个城市的宏基因组分析揭示了这些高度丰富的居住生物具有临床上重要的抗生素耐药基因BLA CTX-M，BLA OXA和BLA TEM。相比之下，人类粪便仅考虑； 13％的社区；因此，从人类来源到下水道系统的抗生素耐药基因输入可能相对较小，这将影响使用废水监测人类种群时的测量能力。随着对这些庞大的管道网络中微生物的代谢潜力的认识，以及检查人口健康的能力，及时提高了我们对这些系统生态学的理解。
![arxiv：2501.10210v1 [Quant-ph] 2025年1月17日](/simg/0\0f4f3f9ea4bf56061ef43ac21010dcf4144ad58d.webp)
arxiv：2501.10210v1 [Quant-ph] 2025年1月17日
使用光子或电子的成像的空间分辨率从根本上受到用于将信息从Sample运送到检测器的物质的波长的限制。但是，达到分辨率的衍射极限需要无像差的成像系统。在低能电子显微镜中实现原子分辨率的挑战主要来自电子光学元件的aber。尤其是色差，可严重恶化低电子能量的成像性能[1-3]。在1936年奠定了理解和补偿这些像差的基础[4，5]。Scherzer定理确定旋转对称的电子镜头不可避免地是色的和球形的。该定理强调了电子显微镜的临界局限性，为数十年的重新搜索奠定了旨在克服这些固有畸变的阶段。在1947年，可以证明电子透镜中的色差和球形像差可以通过使用时变磁场去除旋转对称性或引入空间电荷来纠正[6]。稍后，实验证明了使用己键纠正器对球形畸变的校正[7，8]。这一突破不仅证明了较早提出的理论提议，而且还实现了分辨率的取代，从而取得了显着的电子显微镜能力。超快电子显微镜提供了出色的时间和空间分辨率[9-11]。最近的研究探索了连贯的通过整合高度相干的场排放源[12-14]，像差校正探针和增加的探针电流，可以预期该领域的未来进展。尽管可编程和自适应光学器件（例如空间光调节器（SLM））已彻底改变了光学元件[15]，但电子光学元件的可编程和适应性相板的开发仍处于早期阶段[16-23]。
量子计算机架构研究
摘要：计算机在最大限度地减少人类工作量的同时，还注重提高效率以推动技术进步。为了提高机器效率，人们发明了各种各样的方法。减小系统中使用的晶体管的尺寸就是其中一种过程。量子计算机的使用是另一个重要策略。当用于分解大数时，它被证明是非常准确的。人们发现它可以在 20 分钟内解码代码，而传统计算机则需要数十亿年。这为专注于这个主题提供了极好的动机。量子机的量子位或量子比特可能有三种状态：0、1 和 0 或 1。相干态是最终状态。这允许您同时对两个不同的值执行操作。然而，这引发了退相干的问题。使用量子计算机进行计算变得困难。量子计算机应该具有五个特点：可扩展的设备、可初始化的状态、较长的退相干时间、一组通用的量子门和高测量效率。量子计算机的架构是一个新的研究领域。量子算法、错误管理和集群状态计算也会对其产生影响。如果没有它，量子算法就不会那么有效。所使用的算法应基于量子并行性，以充分利用量子计算机的功能。本文简要探讨了量子计算的一些基本原理。本文还研究了文献中提出的各种量子计算机架构。然而，构建功能齐全的大规模量子计算机的问题仍未解决。关键词：经典计算机、量子计算机、量子计算机系统
![arxiv：2411.07997v1 [cond-mat.quant-gas] 2024年11月12日](/simg/a\a72e480f7969b5f9e5bdc06e4ec841ba73a2549e.webp)
arxiv：2411.07997v1 [cond-mat.quant-gas] 2024年11月12日
扫描隧道光谱已成为用于研究原子量表的量子材料的电子性质的一种工具[1]。通过改变探针相对于样品的能量，隧道光谱促进了电子和孔的局部密度的提取，从而为材料及其基本相互作用和相关性的集体激发提供了关键的见解。这种局部光谱测量值是超导性[2]，量子磁性[3]和新兴拓扑状态[4]的关键。随着量子模拟的最新进展，工程量子系统有助于模拟凝结物质模型，并通过可调控制和精确读数研究合成量子物质。已经提出了用于实现此类量子模拟物中隧道光谱法的思想[5-7]，并且最近在非相互作用的合成晶格中证明了注射光谱[8]。在超导电路量子模拟器中，超导谐振器的阵列和Qubits主机合成量子物质由相互作用的微波光子组成[9]。直接的微波光谱测量可用于检测晶格参数[10]，测量拓扑边缘状态[11]或探针能量分辨的转运[12，13]。使用相干的局部控制，也可以从伊利特产物态的时间进化或通过多体的拉姆西典范中提取多体能量表格[15]。k，我们在尽管如此，在单个集体激发水平上，在强相关的晶格中执行现场分辨光谱是一个挑战。fur-hoverore，准粒子和准孔光谱之间的不对称性提供了对组成粒子的非差异相互作用的基本见解。但是，合成量子物质中的大多数光谱方法无法将粒子激发与孔激发区分开。
![arXiv:2106.00754v1 [quant-ph] 2021 年 6 月 1 日](/simg/f\f919e91cb28ba0df3200589a24bff1a31e185935.webp)
arXiv:2106.00754v1 [quant-ph] 2021 年 6 月 1 日
实现可扩展量子计算机面临的最大挑战之一是设计一个物理设备，使每个量子处理操作的错误率保持在较低水平。这些错误可能源于量子操纵的准确性，例如固态量子比特中栅极电压的扫描或光学方案中激光脉冲的持续时间。错误还源于退相干，退相干通常被认为更为关键，因为它是量子系统固有的，从根本上说是与外部环境耦合的结果。将小的量子比特集合分组为具有对称性的簇可能有助于保护部分计算免受退相干的影响。在这项工作中，我们使用 4 级核心和离散旋转对称性的直接概括（称为 ω -旋转不变性）来编码耦合量子比特对和通用 2 量子比特逻辑门。我们将量子误差作为退相干的主要来源，并表明对称性使逻辑操作特别能抵御不合时宜的各向异性量子比特旋转。我们提出了一种可扩展的通用量子计算方案，其中核心充当量子计算晶体管（简称量子电阻）的角色。通过将量子电阻与引线进行隧道耦合，可以实现初始化和读出。外部引线被明确考虑在内，并被认为是另一个主要的退相干源。我们表明，通过调整量子电阻的内部参数，可以动态地将量子电阻与引线解耦，从而赋予它们作为可控量子存储单元所需的多功能性。通过这种动态解耦，量子电阻内的逻辑运算也可以对称地免受参数中无偏噪声的影响。我们确定了可以实现 ω -旋转不变性的技术。我们的许多结果可以推广到更高级别的 ω -旋转不变系统，或适用于具有其他对称性的集群。
用于 NMR 模型推断的量子近似贝叶斯计算
过去几年中，量子技术面临的核心挑战之一是寻找近期量子机器的有用应用 1 。尽管在增加量子比特数量和提高其质量 2、3 方面已经取得了长足的进步，但在不久的将来，我们预计可靠门的数量将受到噪声和退相干的限制——即所谓的嘈杂中尺度量子时代。因此，提出了混合量子-经典方法，以充分利用现有的量子硬件并用经典计算对其进行补充。最值得注意的是，量子近似优化算法（QAOA） 4 和变分量子特征求解器（VQE） 5 的发展。这两种算法都使用量子计算机来准备变分状态，其中一些变分状态可能无法通过经典计算获得，但使用经典计算机来更新变分参数。已经进行了大量实验，证明了这些算法的可行性 6 – 8 ，但它们对现实问题的影响仍不清楚。在基于模型的统计推断中，人们经常面临类似的问题。对于简单模型，可以找到似然值并使其最大化，但对于复杂模型，似然值通常是难以处理的 9,10。NMR 波谱就是一个很好的例子。对于应该使用的模型类型有很好的理解（公式 (1)），人们只需要确定适当的参数。然而，计算特定模型的 NMR 波谱需要在指数级大的希尔伯特空间中执行计算，这对经典计算机来说极具挑战性。这一特性是提出将 NMR 作为量子计算平台的最初动机之一。尽管已经证明 NMR 实验中不存在纠缠 12,13，但强相关性使其在经典上难以处理；也就是说，算子 Schmidt 秩呈指数增长，例如，这禁止有效的表示
根据chatgpt的说法，生成的AI检测器高度错误 - 易于出现：
1。AI的人类写作模仿：生成的AI模型经过训练，可以产生与人写作非常相似的文本。这使得探测器很难区分AI生成的和人编写的内容，尤其是当AI输出精心制作时。2。上下文依赖性：AI检测器通常依赖于上下文依赖的模式或功能。人类撰写的文本可以表现出相似的模式或样式，因此准确识别AI生成的内容的挑战。3。微妙的差异：虽然AI可能会产生带有明显符号的文本（例如某些重复模式或不自然的措辞），但这些差异通常是微妙的，并且在所有类型的内容中都不一致。这两个会导致误报（AI标记为人写）和假否定性（AI内容未被发现）。4。不断发展的AI模型：随着生成AI模型的改善，它们变得更好地避免了训练探测器的模式。这为检测器创造了一个移动的目标，该目标可能难以快速适应新的AI写作技术。5。缺乏通用特征：没有单一的万无一失的指标AI生成的内容。ai可以用各种样式，音调和结构编写，从而使探测器很难依靠固定的，普遍可识别的特征。6。培训数据偏差：AI检测器通常是在特定数据集上训练的，如果数据不涵盖广泛的AI写作可能性，则检测器可能无法识别AI生成的文本的某些样式或变体。7。连贯但浅的输出：AI可以产生语法正确且相干的文本，但有时缺乏深刻的理解或细微差别。检测器可能很难将这种类型的浅但合理的文本与真实的人写作区分开。
Minkowski时空的重力。互动和结果...
1。简介53 6.3。引力光子 - Photon和Photon -2。线性重力场的量化54标量粒子散射91 2.1。线性近似54 6.4。在外部重力2.2中的光弯曲。GUPTA 56 FIELD 94 2.3的量化方案。补充条件58 7。将无旋转颗粒an灭为Gravitons 95 2.4。相互作用中的重力场59 8。重力 - 粒子顶点，质子 - 中子2.5。温伯格的无质量质量差异和相关问题的理论97粒子60 9.重力生殖器101 3。计算图表66 9.1的规则。静态外部4。从粒子的重力产生 - 抗颗粒重力场101歼灭70 9.2。类型7 + E -E + G 103 4.1的过程。电子 - 位置歼灭70 93。静态电磁5。〜Bremsstrahlung 74字段104 5.1。温伯格的公式〜10。同步辐射110 5.2。引力来自太阳8011。重力辐射的地面源110 5.3。中子星中的Bremsstrahung 81 11.1。引起的引力110 5.4的发射。带有引力11.2的雷神Bremsstrahlung。超辐射状态113散射82 11.3。连续产生引力5.5。带有库仑梁114散射84 11.4的Graviton Bremsstrahlung。刺激了相干的产生6。引力和重力散射的散射86重力辐射116 6.1。无旋性11.5对重力的散射。固体中的晶格振动119颗粒86 12。天体物理兴趣的结果121 6.2。中微子的重力散射88参考123