测试结果的预测对于非常昂贵的测试尤其重要,例如航空航天工业应用,例如高升力系统的测试。出于成本和可管理性考虑,测试样本通常仅代表部分系统。通过软件驱动的执行器对剩余系统的反应进行真实的反馈,可以提高测试结果的代表性。可以使用复杂的程序对物理系统进行真实的建模,例如多体动力学模拟算法,但它们需要大量的计算时间,并且缺乏实时性能。因此,需要降低计算成本,同时保持高保真度建模。可以建立纯数学模型,这些模型计算速度快,但结果准确。作者的方法最初在 [1] 中提出,产生了近似测试对象动态响应的元模型。修改
评估了它们是否适合让穿着宇航服的宇航员操作无人机。ASG 有望解决太空服的灵活性和态势感知限制问题,它允许宇航员单手操作,在适合舱外活动手动操作的保守工作范围内,通过一只手的低幅度、直观手势操作无人机,以及在平视模式下通过直接视觉接触无人机和/或使用 AR 显示器的第一人称视角 (FPV)。虽然 ASG 有望在未来的人类探索中实现广泛的机器人操作,但需要进一步研究以更好地了解系统的潜在局限性,特别是使用增压服进行高保真度测试,以及端到端舱外活动表面科学和探索操作的现场演示。
Google 和 IBM 的量子计算系统使用超导量子比特,IonQ 使用捕获离子,而 QuEra 平台使用中性原子阵列,这些原子可产生具有出色相干性的量子比特(即高度的“量子性”)。该机器使用激光脉冲使原子相互作用,将它们激发到一种能量状态——瑞典物理学家约翰内斯·里德堡于 1888 年描述的“里德堡态”——在此状态下,它们可以以高保真度的方式稳健地进行量子逻辑。这种里德堡量子计算方法已经研究了几十年,但需要技术进步(例如激光和光子学)才能使其可靠地工作。
摘要 高维编码方案已成为执行量子信息任务的一种新方法。对于高维,光子的时间和横向空间模式是此类实验中常用的两个典型自由度。尽管如此,仍然需要用于多结果测量的通用设备来充分利用编码方案的高维性质。我们提出了一种基于进化算法的通用全场模式排序方案,该方案仅由最多两个优化的相位元素组成,可以对方位和径向模式进行联合排序。我们通过高维量子密码学背景下的模拟进一步研究了我们方案的性能,其中在不同的相互无偏基和高保真度测量方案中进行排序至关重要。
摘要 高维编码方案已成为执行量子信息任务的一种新方法。对于高维,光子的时间和横向空间模式是此类实验中常用的两个典型自由度。尽管如此,仍然需要用于多结果测量的通用设备来充分利用编码方案的高维特性。我们提出了一种基于进化算法的通用全场模式排序方案,该方案仅由最多两个优化的相位元素组成,可以对方位和径向模式进行联合排序。我们通过高维量子密码学背景下的模拟进一步研究了我们方案的性能,其中在不同的相互无偏基中进行排序和高保真度测量方案至关重要。
离子阱量子计算机是最有前途的平台之一,可有效解决经典难题,例如组合优化问题、材料设计和药物输送等 [1,2,3]。目前,世界领先的离子阱量子计算机以大约 20 个量子比特运行,为单量子比特和双量子比特门操作提供 >99% 的高保真度 [4,5,6]。量子比特的数量不足以解决经典难题。离子阱中的集成光子学将迈出决定性的一步,以扩展到更多的量子比特 [1]。光子集成电路 (PIC) 能够以高指向稳定性和定制光斑尺寸将激光传输到每个离子量子比特,波长范围从紫外线 (UV) 到近红外 (NIR)。
这项工作的较大背景是扩展量子计算机的挑战,以便它们可以有用,也就是说,可以大大增加量子数的数量,同时实现与错误耐受性兼容的保真度。通过量子门传送(QGT)分布式量子计算(DQC)是应对这一挑战的有前途的途径,因为作者令人信服地概述了这一挑战。我认为,此处介绍的结果是DQC迄今为止最先进的演示,并且非常适合于本质上出版。尤其是确定性QGT的首次演示,它代表了先前工作的原始且高度重大的进步。此外,需要两个和三个实例QGT实例的门和算法的实施是由诱捕离子操作的高保真度以及混合物种节点的内存能力以及光谱隔离的重要成就。
摘要。量子状态断层扫描(QST)是用于重建未知量子状态的量子信息处理(QIP)的基本技术。但是,常规的QST方法受所需的测量数量的限制,这使得它们对于大规模量子系统不切实际。为了克服这一挑战,我们提出了量子机学习(QML)技术的整合,以提高QST的效率。在本文中,我们对QST的各种方法进行了全面研究,包括经典和量子方法。我们还为QST实施了不同的QML方法,并证明了它们在包括多Qubit网络在内的各种模拟和实验量子系统上的有效性。我们的结果表明,我们基于QML的QST方法可以实现高保真度(98%),其测量值明显少于常规方法,这使其成为实用QIP应用的有希望的工具。
光子是量子信息的强大载体,可通过卫星在自由空间中传输,也可通过地面光纤在长距离中传输。长距离量子态纠缠可以实现量子计算、量子通信和量子传感。量子光学存储器可以有效地存储和操纵量子态,这使其成为未来长距离量子网络中不可或缺的元素。在过去的二十年里,高保真度、高效率、长存储时间和有希望的复用能力的量子光学存储器已经得到开发,特别是在单光子水平上。在这篇综述中,我们介绍了常用量子存储协议的工作原理,并总结了量子存储演示的最新进展。我们还对未来的量子光学存储设备进行了展望,这些设备可能实现长距离纠缠分布。
量子计算系统的高精度操作必须对量子硬件中的不确定性和噪声具有鲁棒性。我们表明,通过在不确定性(或噪声)和控制之间进行博弈,可以生成对抗性不确定性样本,以通过搜索纳什均衡来找到高度鲁棒的控制。我们提出了一个广泛的对抗性学习算法系列,即 a-GRAPE 算法,其中包括两种有效的学习方案,在博弈论术语中称为最佳响应方法和更好响应方法,为学习高度鲁棒的控制提供了选择。数值实验表明,保真度和鲁棒性之间的平衡取决于所选对抗性学习算法的细节,这可以有效地显着增强控制鲁棒性,同时实现高保真度。