第二次量子革命不仅促进了量子科学和技术的研究,也促进了如何最好地教育可能进入这一新兴领域的学生的研究。关于量子科学教育的大部分讨论都集中在学生的概念学习或潜在雇主所期望的技能上;缺乏对实验课程和实验如何促进本科量子教育的研究。为了开始了解量子实验可能发挥的作用,我们对在本科实验课程中使用单光子和纠缠光子进行实验的教师进行了调查,发现最重要的学习目标之一是“在现实生活中看到量子力学”。为了更好地理解这一目标,我们采访了 15 位接受调查的教师,询问他们了解量子力学对他们意味着什么,以及他们为什么认为这是学生教育的重要组成部分。我们从对这些访谈的定性编码分析中提出了新主题,这些主题开始阐明教师如何看待了解量子力学,以及教师希望了解量子力学(以及更广泛地进行量子实验)将帮助学生实现哪些学习目标。
2024 年 8 月,美国国家标准与技术研究所 (NIST) 迎来了关键时刻,发布了前三项最终确定的后量子密码 (PQC) 标准:FIPS 203、FIPS 204 和 FIPS 205。这些标准标志着密码学新时代的开始,旨在防范未来量子计算的威胁。在本次演讲中,NIST 密码技术组经理 Andrew Regenscheid 先生将详细介绍新制定的 FIPS PQC 标准。他还将讨论正在进行的标准化其他加密算法的努力,确保为当前标准中的潜在漏洞做好准备。网络安全工程师兼 NIST 国家网络安全卓越中心 (NCCoE) 项目负责人 Bill Newhouse 先生将解释过渡到这些新的抗量子加密标准的紧迫性。他还将分享实用策略和最佳实践,以促进从现有公钥加密系统向这些下一代标准的迁移。
克里斯·蒂普森:首先我要说的是,任何物理学都是奇怪的。量子力学就是这样,更重要的是,它之所以如此,是因为它不仅混淆了我们通常认为的世界真相(考虑到我们对周围中等大小物体的常识理解),而且事物属性的组合方式不符合经典逻辑。因此,我们有一个著名的量子叠加概念。经典物理学中也有叠加的概念。例如,当一个人拨动吉他弦时,就会产生不同频率和不同谐波的叠加,从数学上讲,就是将这些不同的状态相加,以创建一个新的允许状态。但在量子力学中,情况有所不同,因为我们在非经典属性结构的背景下进行了叠加。
通过纳米和微技术(量子点和微流体)的融合,我们创建了一个能够对人类血清样本中的传染性病原体进行多重、高通量分析的诊断系统。作为概念验证,我们展示了能够检测全球最流行的血液传播传染病(即乙型肝炎、丙型肝炎和 HIV)血清生物标志物的能力,样本量少(<100 µ L),速度快(<1 小时),灵敏度比目前可用的 FDA 批准方法高 50 倍。我们进一步展示了同时检测血清中多种生物标志物的精确度,交叉反应性最小。该设备可以进一步发展成为便携式手持式即时诊断系统,这将代表发达国家和发展中国家在检测、监测、治疗和预防传染病传播方面的重大进步。
来自 18 个欧盟成员国合作伙伴的联合声明:奥地利安全信息技术中心、比利时网络安全中心、捷克共和国国家网络和信息安全局、丹麦网络安全中心、爱沙尼亚信息系统管理局、芬兰运输和通信局、法国国家信息系统安全局、德国联邦信息安全局、希腊共和国国家网络安全局、爱尔兰国家网络安全中心、意大利国家网络安全局、拉脱维亚国防部、立陶宛国防部国家网络安全中心、卢森堡国家保护高级委员会、荷兰国家通信安全局、荷兰内政和王国关系部、荷兰安全和司法部国家网络安全中心、波兰研究和学术研究中心、斯洛文尼亚政府信息安全办公室、西班牙国家密码中心
纠缠是量子技术的关键资源,是令人兴奋的多体现象的根源。然而,当现实世界的量子系统与其环境相互作用时,量化其两部分之间的纠缠是一项挑战,因为后者将跨边界的经典关联与量子关联混合在一起。在这里,我们使用混合态的算子空间纠缠谱有效地量化了这种现实开放系统中的量子关联。如果系统具有固定电荷,我们表明谱值的子集编码了不同跨边界电荷配置之间的相干性。这些值的总和,我们称之为“配置相干性”,可用作跨边界相干性的量化器。至关重要的是,我们证明了对于纯度非增映射,例如具有 Hermitian 跳跃算子的 Lindblad 型演化,配置相干性是一种纠缠度量。此外,可以使用状态密度矩阵的张量网络表示有效地计算它。我们展示了在存在失相的情况下在链上移动的无自旋粒子的配置相干性。我们的方法可以量化广泛系统中的相干性和纠缠,并激发有效的纠缠检测。
量子力学改变了我们对物理世界的看法,在过去的二十年中,物理系统的量化特征也已成为技术不同分支的资源[1,2]。尤其是,当计量学遇到量子机械时,就可以使用整个新的新特征来提高物理测量的精度,并构想新颖的量子增强方案以表征信号和设备[3-5]。相对论也改变了物理的范例,并发现了相关的技术应用[6]。因此,是否可以共同利用相对论和量子机械性能以提高物理测量的精度。在本文中,我们遵循了这一想法,并证明了范式相对论特征,重力时间扩张确实可能代表了可以与量子叠加一起使用的资源,以证明重力常数的估计或其变化。
联盟计划将其下一代高速遥测与MWD Supply现有的“ X-Tool”产品线相结合。模块化升级将为现有的X-Tool平台提供175°C高扭矩和高螺旋的EM选项。此外,量子将提供MWD供应中185°C“热洞”产品线的升级,以满足 +175°C子集中对井的不断增长的需求。作为交易结构的一部分,MWD Supply的首席执行官Jim Chambers II将加入新实体的董事会,而Jim Bush将担任董事长兼首席执行官。
化学催化剂在许多行业中都起着重要作用,量子计算机可以帮助识别使关键过程更安全,更高效的催化剂,并使人们和环境受益。例如,氨是世界上最常见的工业化学物质之一,用作农业肥料以及化学制造和药品。没有氨,我们将无法维持世界当前的人口。但是,氨产生需要令人难以置信的高温和压力,并且仅贡献了全球温室气体排放的2-3%。更有效地模拟用于产生氨的化学反应可以帮助确定使氨制造过程更有效和降低排放的方法。
1. 量子力学 1.1. 斯特恩·格拉赫 1.2. 马赫-曾德干涉仪 1.3. 量子力学的假设 1.4. 薛定谔方程 1.5. X、P 交换子和海森堡原理 1.6. EV 炸弹 2. 量子计算 2.1. 单量子比特系统 2.1.1. 什么是量子比特 2.1.2. 叠加 2.1.3. 布雷克特符号和极坐标形式 2.1.3.1. 状态向量形式 2.1.3.2. 概率幅 (玻恩规则) [附证明] 2.1.4. 布洛赫球和二维平面 2.2. 测量 I: 2.2.1. 测量假设 - 测量时状态崩溃 2.2.2. 统计测量 2.2.2.1 QC 作为概率分布 2.2.2.2. 来自采样的概率 2.3. 单量子比特门 2.3.1. 旋转-计算-旋转 2.3.2. 幺正门计算 2.3.3. 泡利旋转的普遍性 2.4. 多量子比特系统 I: 2.4.1. 通过张量积实现多量子比特叠加。 2.4.2. 多量子比特门 2.4.2.1. 本机(CNOT) 2.4.2.2. 单量子比特门组合 2.4.2.3. 泡利 + CNOT 普遍性 2.4.3. 德意志-琼扎实验 2.4.4. 无克隆定理 2.5. 纠缠 2.5.1. 贝尔态 2.5.2. 密度矩阵 2.5.3. 混合态 2.5.4.量子隐形传态 2.6. 测量 II: 2.6.1. 量子算子 2.6.2. 射影测量
