广义相对论的伟大预言之一是引力波的存在。对双黑洞合并产生的引力波的观测[1]开创了天文学和宇宙学的新纪元。讨论引力波时,一个基本问题是它们的能量。20 世纪 50 年代,人们曾对引力波是否携带能量存在争议。最终,Bondi 通过一个简单的思想实验解决了这一争议[2]。直到 Isaacson 等人的研究,人们才对引力波的能量进行了数学描述,在 Isaacson 的研究中,通过用短波近似对几个波长的波场梯度平方取平均值,得到了引力波的有效能量动量张量[3,4]。在极早期宇宙物理学应用中,感兴趣的涨落波长大于哈勃半径,Mukhanov、Abramo 和 Brandenberger 导出了有效能量动量张量 [5,6]。在这些被称为几何方法的方法中,引力场被分为背景部分和波部分,有效能量动量张量来自波对背景的反作用。另一种方法被称为场论方法,其中有效能量动量张量通过拉格朗日-Belinfante-Rosenfeld 程序导出 [7-9]。结果是伪张量的各种表达式 [10-17]。尽管文献中提出了不同的获取引力波能量的方法,但它们都存在一些缺陷。在几何方法中,需要对引力场进行人工划分,而在场论方法中,伪张量取决于坐标。此外,这两种方法都需要一个额外的复杂平均方案,才能获得有意义的引力场有效能量动量张量。对这些人工对象的依赖会导致一些模糊性。因此,不同的方法
摘要 光学微波动能电感探测器 (MKID) 的典型材料是金属,在可见光和近红外光中的自然吸收率约为 30-50%。为了达到高吸收效率 (90-100%),必须将 KID 嵌入光学堆栈中。我们展示了一种针对 60 nm TiN 薄膜的光学堆栈设计。光学堆栈被建模为传输线的各段,其中每个段的参数与各层的光学特性有关。我们从光谱椭圆偏振测量中推导出 TiN 薄膜的复介电常数。设计的光学堆栈针对宽带吸收进行了优化,从顶部(照明侧)到底部由以下组成:85 nm SiO 2、60 nm TiN、23 nm SiO 2 和 100 nm 厚的 Al 镜。我们展示了该堆栈的模型吸收和反射,其在 400 nm 至 1550 nm 范围内的吸收率 > 80%,在 500 nm 至 800 nm 范围内的吸收率接近 1%。我们使用商用分光光度计测量了该堆栈的透射和反射。结果与模型非常吻合。
沉积15,16,基于溶液的合成17和固态合成18,19。这些实验室有
BCS超导性理论是凝结物理学的里程碑之一,它成功地在微骨水平上揭示了这种宏观量子现象的性质[1,2]。任何超级导体(SC)的必需成分是两电子库珀对及其相干性[2],其中电子结合了两分之一,并凝结以形成相干的量子状态,如图1(a)。但是,凝结两电子库珀对并不是实现超导性的唯一方法。理论上,提出四电子库珀对也可以凝结形成SC,即电荷4 E SC,如图1(b)[3 - 6]。在实验上,如何实现或稳定这一费用4 E超导状态是一个挑战问题。提出了配对密度波(PDW)顺序[4、7、8],列表SCS [9]或多组分SC [10]的热融化,以实现该电荷4 e quasi-long-long范围。实现电荷的其他方案4 e配对包括相互作用的相互作用,这些相互作用是偏爱四分之一而不是配对[3]和凝结电荷4 e Skyrmions 4 e Skyrmions在二次式触发系统[11]等。有趣的是,最近从Kagome超导体CSV 3 SB 5 [12,13]解决了电荷4 E甚至电荷6配对的可能证据。使用小公园振荡测量,φ0
匿名是在线的重要原则。但是,恶意演员长期以来一直使用误导性身份来进行欺诈,传播虚假信息并执行其他欺骗性计划。随着越来越有能力的AI的出现,坏演员可以扩大其操作的潜在规模和有效性,从而加强在线平衡匿名和可信赖性的挑战。在本文中,我们分析了一种应对这一挑战的新工具的价值:“人格证书”(PHCS),数字证书,使用户能够证明他们是真实的人,而不是AIS,而不是在线服务,而无需透露任何个人信息。这些凭据可以由一系列受信任的机构发行 - 政府或其他方面。PHC系统可能是本地或全局,并且不需要基于生物识别技术。AI的两种趋势有助于挑战的紧迫性:AI在线人士的不可区分性(即栩栩如生的内容和化身,代理活动)以及AI的可扩展性提高(即成本效益,可访问性,可访问性)。借鉴了对匿名证书和“人格证明”系统的悠久研究历史,人格证书为人们提供了一种在线平台上信任的方式,并为服务提供商提供了减少不良演员滥用的新工具。相比之下,现有的自动欺骗(例如Captchas)的对策不足以抵抗复杂的AI,而严格的身份验证解决方案对于许多用例来说都是私有的。在调查了人格证书的好处后,我们还研究了部署风险和设计挑战。我们以可行的下一步措施为决策者,技术人员和标准机构进行了可行的结论,可以与公众协商。
是由最近发现的高t c双层镍超导体LA 3 ni 2 O 7的动机,我们使用Lanczos方法对不同的电子密度n进行了固定研究的2×2×2群集。我们还采用随机相近似来量化第一个磁不稳定性,而哈伯德耦合强度也会增加,也有所不同。基于自旋结构因子s(q),我们在固定的hund耦合下,在由n和u/w定义的平面中获得了丰富的磁相图,在固定的hund耦合下,u是哈伯德强度和带宽。我们观察到许多状态,例如A-AFM,条纹,G-AFM和C-AFM。对于半填充n = 2(每个ni位点两个电子,对应于n = 16个电子),规范的superexchange相互作用会导致稳健的G-AFM状态(π,π,π),在平面中和层之间具有抗磁磁耦合。通过增加或降低电子密度,从“半空”和“半满”机制中出现铁磁趋势,从而导致许多其他有趣的磁趋势。此外,与半填充相比,自旋旋转相关性在孔或电子掺杂区域中都较弱。n = 1。5(或n = 12),密度对应于La 3 ni 2 O 7,我们获得了“条纹2”基态(抗fiferromagnetic耦合在一个平面方向上,另一个平面磁耦合,另一个耦合的铁磁耦合,在2×2×2×2×2 cluster中沿Z -axis沿Z -axis沿Z -axis的抗铁磁耦合)。另外,我们获得了沿Z轴的AFM耦合要比XY平面中的磁耦合要强得多。同时,具有q/π=的状态(0。6,0。随机相近似的计算具有不同的n的结果,即使这两种技术都是基于完全不同的程序,但n的结果与兰斯佐斯的结果非常相似。6,1)在我们的RPA计算中发现了靠近电子期波形,通过将填充略微降低到n = 1,可以找到。25,可能负责在实验中观察到的电子期SDW。我们的预测可以通过化学掺杂LA 3 Ni 2 O 7来测试。
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。
如果任何 m 个量子比特的约化密度矩阵被最大程度地混合,则称纠缠态为 m -均匀。这与纯量子纠错码 (QECC) 密切相关,后者不仅可以纠正错误,还可以识别错误的具体性质和位置。在这里,我们展示了如何使用局域门或相互作用创建 m -均匀状态,并阐明了几种 QECC 应用。我们首先表明 D 维簇状态是 m -均匀的,其中 m = 2 D 。这种零相关长度簇状态对其 m = 2 D 均匀性没有有限大小校正,这对于无限和足够大但有限的晶格都是精确的。然而,在每个 D 维度中晶格扩展的某个有限值(我们将其限制)下,由于有限支撑算子缠绕在系统周围,均匀性会降低。我们还概述了如何使用准 D 维簇状态实现更大的 m 值。这为使用簇状态对量子计算机上的错误进行基准测试提供了可能性。我们在超导量子计算机上展示了这种能力,重点关注一维团簇状态,我们表明,它可以检测和识别 1 量子比特错误,区分 X、Y 和 Z 错误。
纠缠在量子物理中起着至关重要的作用,是量子信息处理的关键资源。然而,由于现有方法操作不实用,纠缠检测和量化被认为很难。这项工作提出了三种近期有效的算法,利用混合量子经典技术来解决这一困难。第一个算法找到二分纯态的施密特分解——一种分析纠缠性质和结构的有力工具。虽然对数负性可以通过施密特分解计算出来,但我们提出了第二种算法来估计二分纯态的对数负性,其中参数化量子电路的宽度进一步减小。最后,我们将我们的框架推广到混合状态,得到了第三种算法,它可以检测特定状态系列上的纠缠,并确定一般的可分解性。这三种算法都具有相似的框架,即通过利用局部参数化量子电路最大化成本函数来实现优化,与现有方法相比,具有更好的硬件效率和实用性。使用 IoP CAS 超导量子处理器在 Quantum Leaf 上进行的实验实现了我们的分析和量化近期量子设备上纠缠的方法的有效性和实用性。
尽管量子信息科学与工程 (QIS/QISE) 劳动力发展计划迅速发展,但教师之间对核心内容缺乏共识,这使得先前基于研究的课程和评估发展计划难以扩大规模。为了确定在内容覆盖范围上达成共识的领域,我们报告了对美国高等教育机构教授入门级 QISE 课程的 N=63 名教师的调查结果。我们确定了大部分 (≥ 80%) 入门级 QISE 课程中常见的内容项目子集,这些课程可能适合基于研究的课程开发,重点是数学、物理和工程学的基础技能。作为课程开发的进一步指导,我们还研究了不同级别(本科/研究生)和学科的内容覆盖范围的差异。最后,我们简要讨论了我们的研究结果对在高等教育阶段开发基于研究的 QISE 评估的影响。