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量子独立集问题和非阿贝尔绝热混合
许多重要的算法都证明了量子计算机相对于传统计算机的优势，特别是用于因式分解的 Shor 算法 [1] 和用于搜索的 Grover 算法 [2]。这些算法基于协调简单量子门的离散操作。这类算法称为量子电路算法 [3]。在量子计算的另一个范例中，算法是通过设计汉密尔顿量来实现的。在这里，我们从一个易于准备的初始状态开始，让它动态演变，并在某个时刻进行适当的测量。（当然，汉密尔顿量应该对应于可能实现的电路。）基于汉密尔顿量的量子算法将编程问题转化为物理问题，这使得人们可以利用熟悉的物理过程来优化算法。1998 年提出了一种用于量子搜索的汉密尔顿方法 [4]，并很快扩展到更一般的“绝热”算法 [5]。已经证明，每个量子电路算法都可以转换成量子绝热算法，其时间复杂度是多项式等价的（反之亦然）[6,7]。但连续方法可以提出不同的方法，比如这里讨论的非阿贝尔混合，或者我们将在其他地方描述的共振[8]。这里我们提出了一种针对独立集问题的有效量子汉密尔顿算法（见图1）。任何图都有平凡的独立集：空集和只有一个顶点的集。我们的目标是找到非平凡的独立集，有两个或理想情况下更多顶点。独立集问题可以用全否定2可满足性（2-SAT）问题来重新表述，反之亦然。基于此
OSMU24：量子基础、粒子物理学和力的统一
代数方式：克利福德、海森堡和狄拉克对量子基础的遗产。BJ Hiley。2024 年 3 月 1 日摘要。罗杰·彭罗斯两周前的演讲得出结论，广义相对论（等效原理）和量子力学（叠加原理）的基本原理之间的冲突导致了两个现实，一个是经典的，一个是量子的。该论点基于薛定谔图景。在这次演讲中，我着手表明，如果使用海森堡图景，那么只有一个现实。论证从海森堡群结构开始，该结构具有经典和量子域的基本正交和辛对称性。克利福德认识到群在古典物理学中的作用，它在产生众所周知的正交泡利、狄拉克和彭罗斯扭子代数方面起着根本性的作用。辛对称性隐藏在冯·诺依曼的一篇被忽视的论文中，而冯·诺依曼实际上发现了 Moyal 星积代数。冯·诺依曼的论文导致了 Stone-von Neumann 定理，该定理表明，各种图像、薛定谔、海森堡、相互作用等在幺正变换下是等价的。我将展示 Bohm 版本的非相对论薛定谔方程是如何从星积代数中产生的。该乘积必然会引入一种新的能量质量，即“量子势能”，DeWitt (1952) 表明其几何起源与标量曲率张量有关。该结构揭示了共形重标度出现背后的原因，希望能够更好地理解静止质量问题。
噪声拓扑量子码中可局域纠缠的可扩展表征
摘要 拓扑量子纠错码已成为实现大规模容错量子计算机目标的主要候选者。然而，在存在噪声的情况下量化这些大尺寸系统中的纠缠是一项艰巨的任务。在本文中，我们提供了两种不同的方法，以可定位的量子比特子集纠缠来表征噪声稳定器状态，包括表面和颜色代码。在一种方法中，我们利用适当构造的纠缠见证算子来估计基于见证的可定位纠缠下限，这可以在实验中直接获得。在另一种方法中，我们使用与稳定器状态局部幺正等价的图状态来确定可计算的基于测量的可定位纠缠下限。如果在实验中使用，这将转化为从特定基中的单量子比特测量中获得的可定位纠缠下限，这些测量将在感兴趣的子系统之外的量子比特上执行。为了计算这些下限，我们详细讨论了从稳定器状态获取局部幺正等效图状态的方法，其中包括一种新的可扩展几何方法以及一种适用于任意大小的一般稳定器状态的代数方法。此外，作为后一种方法的关键步骤，我们开发了一种可扩展的图形转换算法，该算法使用一系列局部互补操作在图中的两个特定节点之间创建链接。我们为这些转换开发了开源 Python 包，并通过将其应用于嘈杂的拓扑颜色代码来说明该方法，并研究可局部纠缠的见证和基于测量的下限如何随所选量子比特之间的距离而变化。
研究生课程从2025年1月开始。
全职地理科学硕士部：主要校园最低入境要求是艺术，科学或教育学士学位的持有人，至少具有至少上层阶级的荣誉，并将地理学作为学位或其等效方面的主要或常规主题。可以承认较低的二等学位的持有人，只要候选人可以在与其专业领域相关的单位中表现出可靠的研究能力证据，并且具有“ C”及以上的条件。具有良好研究经验的高等国家文凭（HND）的持有人，并通过SPA下的MSC进行了合格的考试。课程持续时间：2年地理学系全职艺术硕士：主要校园最低入学要求是艺术，科学或教育学士学位的持有人，至少具有上层二等荣誉，并将地理位置化为学位水平的主要或常规学科或等于其等价的主题。可以承认较低的二等学位的持有人，只要候选人可以在与其专业领域相关的单位中表现出可靠的研究能力证据，并且具有“ C”及以上的条件。具有良好研究经验的高等国家文凭（HND）的持有人，并通过SPA下的MSC进行了合格的考试。课程持续时间：斯瓦希里语艺术硕士2年，全职：主要校园最低入学要求申请人应至少具有二等荣誉（上层）或相当于公认的大学，其平均成绩为“ kiswahili B”。课程持续时间：2年也可以考虑那些具有相关工作经验的具有二等级（下层）的人。
高度优化的Curve448和ED448在WolfSSL中设计和Cortex-M4
摘要 - 紧凑的密钥大小和椭圆曲线密码学（ECC）曲线家族的计算潜伏期低，这对它们集成到网络协议中引起了极大的兴趣。根据对其他对其他ECC实例的后门的研究，将224位安全性的曲线曲线448（确保224位安全性）是集成到加密图书馆中的理想曲线选择，从而损害了其安全性，从而导致曲线448集成到TLS1.3协议中。Curve448及其Biration等价的未WISTED EDWARDS Curve ED448，分别用于密钥交换和身份验证，由于其最小的内存要求，对低端嵌入式加密库呈现了完美的拟合。在这项工作中，我们将操作的蒙哥马利阶梯点乘法部署到广泛使用的IOT加密库WolfSSL中，并基于Curve448和ED448，现在侧向通道强大的ECDH和EDDH和EDDSA。我们根据推荐的Cortex-M4 STM32F407-DK ARM平台评估了新集成的体系结构的性能。我们通过强大的TVLA分析对拟议的蒙哥马利阶梯实施进行彻底的侧通道评估，揭示了DPA数据泄漏。我们整合了对策以保护我们的设计，评估其有效性并分析延迟开销。我们以大约1的价格实现了SCA稳健曲线448和ED448。2 MCC（1。 36×执行时间）。 最后，我们报告了我们的完全SCA保护曲线448和ED448的性能，作为TLS1.3 WolfSSL的一部分，报告1。 04×性能与原始的WolfSSL代码相比。2 MCC（1。36×执行时间）。最后，我们报告了我们的完全SCA保护曲线448和ED448的性能，作为TLS1.3 WolfSSL的一部分，报告1。04×性能与原始的WolfSSL代码相比。
时间晶体拓扑超导体
引言。周期性驱动的量子系统规避了平衡态下施加的某些限制。例如，参考文献 [1,2] 中设想的自发破坏时间平移对称性的“时间晶体”不能在平衡态 [3] 下出现，但可以在周期性驱动下出现。在周期性驱动的时间晶体中，任何物理（即非猫）状态都以驱动频率的次谐波演化 [4 – 6] 。规范实现由无序的伊辛自旋组成，它们在每个驱动周期后集体翻转，因此需要两个周期才能恢复其初始状态。实验已经在驱动冷原子 [7,8] 和固态自旋系统 [9 – 11] 中检测到时间晶体性的迹象。作为第二个密切相关的例子，考虑一个一维 (1D) 自由费米子拓扑超导体，它具有马约拉纳端模式 [12]，每个模式都由厄米算符 γ 描述。如果 γ 增加能量 E 则 γ † 增加 − E 而埃尔米特性要求它们是等价的。在平衡状态下唯一的解是 E = 0——对应于经过深入研究的马约拉纳零模式。以频率 Ω 周期性驱动还允许携带 E = Ω = 2 的“弗洛凯马约拉纳模式”，因为此时能量仅对模 Ω 守恒[13]。弗洛凯马约拉纳模式被认为比平衡系统促进了更高效的量子信息处理[14-16]。此外，它们编码了一种时间平移对称性破缺的拓扑味道，因为弗洛凯马约拉纳算子在每个驱动周期改变符号，因此也需要两个周期来恢复其初始形式。我们通过探索将库珀对电子耦合到双周期时间晶体伊辛自旋后产生的周期性驱动的一维拓扑超导体来合并上述现象。这种“时间晶体拓扑超导体”交织了体时间平移
人机关系中的价值观演变：将计算主义和神经动力学置于自然的物理优先论中
人工智能及其配套技术机器人有望通过其分析、解释和执行人类行为的能力彻底改变人机关系（电气和电子工程师协会，2017 年）。这些能力在激发人们的兴奋和担忧的同时（Bostrom，2014 年），也引发了人们对指导技术发展的伦理和价值观的反思（Calo，2016 年）。因此，引发价值观演变的因素对于影响技术可能采用的形式至关重要。广义上讲，这些行为被视为在两个层面上运作：（1）通过认识论推断，通常通过神经科学观察——人类就像机器（McCulloch 和 Pitts，1943 年；Fodor，1975 年；Marr 和 Poggio，1976 年；Marr，1982 年；Piccinini，2004 年；Yuste，2010 年）和（2）通过本体论谓词，即作为人类元属性的推断类比——机器就像人类（Hornyak，2006 年；Kitano，2006 年；Sabanovic，2014 年）。由于人工智能设备的设计意图是减少人为干预的负担，它们越来越多地用于满足人类的一系列需求，从低阶运动辅助到高阶计算和社交功能，例如生活辅助伴侣和工作同事（Sabanovic，2014 年）；因此，它们在多个层面上进行类比。尤其是高阶认知的模拟被视为价值归属的驱动因素——在此被理解为权利和道德权利的内在基础（Rothaar，2010），它源于关于技术操作类似于人类认知的本体论推论。也就是说，通过复制这些人类独有的能力，技术中本体论的入侵日益加深，以模拟本体论等价的名义推动价值进化。例如，Breazeale 的 Kismet 机器人不仅探索了促进人机交互所必需的社交手势，还探索了人类社交智能的构建，甚至探索了成为人类的意义（Breazeal，2002；Calo，2016）。因此，模拟挑战了传统的价值等级制度，将人类置于有机体生命的顶端，并为伦理、生物伦理和神经伦理实践奠定基础，这种优先顺序促进了人类的繁荣，同时也限制了对人类的有害干预。
夏威夷州能源办公室夏威夷州
为了有效地进行这项研究，HSEO要求在2025 - 2026财政年度要求$ 16,500,000，并且2026 - 2027财年的款项同样的款项以执行此计划。HSEO要求在2025-2026财政年度要求$ 135,000，而2026-2027财年的款项相同，以支持一个全职等价的永久职位，以协调该计划。在2023年，HSEO分析了可再生资源和较长持续时间存储的市场差距，尤其是地热和抽水的水力，并制定了政策，并寻求资金机会来填补这些空白。地热能是在地球地层中产生的热量，并在岩石和液体中储存，并使用深井将蒸汽带入地球表面。蒸汽驱动涡轮机发电。通过这项措施对水资源进行的细长孔研究可以揭示在全州关键领域中可能存在足以发电的热水。该程序还将提供核心样品，这些样品可能揭示了碳固换的潜力。战略和国际研究中心指出，像太阳能和风能一样，现代地热发电厂具有微不足道的温室气体（GHG）排放，其生命周期排放量比天然气体低六至二十倍，比太阳能光伏（PV）低六倍，由于用于建造这些工厂的材料所致。同时，HSEO将在2024年及以后的社区层面吸引能源利益相关者，以深入了解地热发展如何以及在何处可以适当地进行有意义地使受影响社区受益的方式。几个障碍限制了夏威夷的地热潜力。地热探索在商业上冒险且昂贵。开发人员必须在找到可靠的地热资源之前钻多探索井，有时他们根本找不到。私人投资者通常无法独立缓解和管理这种风险。鉴于地热对帮助夏威夷满足其公司可再生需求的重要性，政府支持确定地热潜力领域是激励私营部门投资和开发最先进的地热资源的第一步。凭借适当的资金水平，SB 993将提供所需的支持。
卡戈美金属中电荷驱动向列性的理论
从 kagome 金属 AV 3 Sb 5 ( A = K, Rb, Cs) 的 2 × 2 电荷有序相的带色散低能连续模型出发，我们表明向列性可以在这种状态下发展，其驱动力要么是三个不等价的 1 × 4 电荷涨落，先于 1 × 4 电荷有序 (CO)，要么是实际的零动量 d 波电荷 Pomeranchuk 不稳定性 (PI)。我们从粒子空穴领域的 Kohn-Luttinger 理论出发进行分析，这使我们能够分别在 1 × 4 CO 开始附近和 d 波电荷 PI 附近建立吸引向列通道的发展标准。我们推导出 d 波 PI 的有效电荷费米子模型，其向列磁化率通过随机相位近似 (RPA) 总和给出。相比之下，对于有限动量 CO，RPA 方案就失效了，需要通过将 Aslamazov-Larkin 贡献纳入向列配对顶点来进行改进。然后，我们推导 1 × 4 CO 和 d 波 PI 的 Ginzburg-Landau 势，并在两种情况下获得向列转变温度 T ∼ T nem 时向列磁化的相应解析表达式。从两个电荷费米子模型开始解释以此方式获得的向列响应函数，并强调在哪些假设下可以恢复 Ginzburg-Landau 结果。最后，我们展示了向列特性的增强，其根源在于序参数与弹性变形的耦合。我们的工作建立了在某些铁基超导体中观察到的向列性与钒基 kagome 金属（其中向列相可能由自旋涨落驱动）之间的联系，在这些超导体中，电荷涨落可能导致向列性。我们提出的两种用于稳定 AV 3 Sb 5 中向列态的微观机制，即零动量 d 波 PI 和有限动量 CO 的涨落，可以通过扩散散射实验来区分，这意味着可以判断这两种理论中的哪一种（如果有的话）最有可能描述该相。这两种机制也可能与最近发现的钛基家族 A Ti 3 Sb 5 有关，在该家族中也观察到了向列性。
来自经典预言机的量子状态混淆
量子密码学中一个尚未解决的主要问题是是否有可能混淆任意量子计算。事实上，即使在经典的 Oracle 模型中，人们仍然很难理解量子混淆的可行性，在经典的 Oracle 模型中，人们可以免费混淆任何经典电路。在这项工作中，我们开发了一系列新技术，用它们来构建量子态混淆器，这是 Coladangelo 和 Gunn (arXiv:2311.07794) 最近在追求更好的软件版权保护方案时形式化的一个强大概念。量子态混淆是指将一个量子程序（由一个具有经典描述的量子电路 C 和一个辅助量子态 | ψ ⟩ 组成）编译成一个功能等价的混淆量子程序，该程序尽可能隐藏有关 C 和 | ψ ⟩ 的信息。我们证明了我们的混淆器在应用于任何伪确定性量子程序（即计算（几乎）确定性的经典输入/经典输出功能的程序）时是安全的。我们的安全性证明是关于一个高效的经典预言机的，可以使用经典电路的量子安全不可区分混淆来启发式地实例化它。我们的结果改进了 Bartusek、Kitagawa、Nishimaki 和 Yamakawa (STOC 2023) 的最新工作，他们也展示了如何在经典预言机模型中混淆伪确定性量子电路，但仅限于具有完全经典描述的电路。此外，我们的结果回答了 Coladangelo 和 Gunn 的一个问题，他们提供了一种关于量子预言机的量子态不可区分混淆的构造，但留下了一个具体的现实世界候选者的存在作为一个悬而未决的问题。事实上，我们的量子状态混淆器与 Coladangelo-Gunn 一起为所有多项式时间函数提供了“最佳”复制保护方案的第一个候选实现。我们的技术与之前关于量子混淆的研究有很大不同。我们开发了几种新颖的技术工具，我们期望它们在量子密码学中得到广泛应用。这些工具包括一个可公开验证的线性同态量子认证方案，该方案具有经典可解码的 ZX 测量（我们从陪集状态构建），以及一种将任何量子电路编译成“线性 + 测量”（LM）量子程序的方法：CNOT 操作和部分 ZX 测量的交替序列。