1我们感谢战略科学主编Dan Levinthal,不仅要拥抱我们对本期特刊的愿景,而且还耐心地指导我们完成其发展的所有阶段。鉴于其跨学科的性质,这个特刊需要一个知识渊博且开放的客座编辑团队,他们可以从自己的纪律角度进行批判性评估手稿,但也寻求将不同的观点整合在文化上。我们感谢Bob Gibbons,Amir Goldberg,Mandy O'Neill,Lauren Rivera,Jordan Siegel,Roberto Weber和Todd Zenger与我们一起担任此特刊的客座编辑。
这是被接受出版的作者手稿,并且已经进行了完整的同行评审,但尚未通过复制,排版,分页和校对过程,这可能会导致此版本和记录版本之间的差异。请引用本文为doi:10.1002/aenm.202203697。本文受版权保护。保留所有权利。
PE-023 国家公路对国务卿咨询的回应 2 - 9.128 申请人对 2022 年 6 月 22 日国务卿咨询信的回应
系统动态收敛到热分布或吉布斯状态是所有物理科学的标准假设。吉布斯状态仅由系统的温度和能量决定。然而,在减小系统尺寸时,即对于纳米级和量子系统,与环境的相互作用不可忽略。那么问题就来了:系统的稳态仍然是吉布斯状态吗?如果不是,稳态如何依赖于相互作用的细节?在这里,我们概述了回答这些问题的最新进展。我们从两个一般途径扩展了最先进的技术:首先,我们采取静态的观点,这假设了所谓的平均力吉布斯状态。这种观点通常用于强耦合热力学领域,其中修正的热力学定律和非平衡涨落关系都是基于这种修正状态建立的。其次,我们采用动态观点,该观点源自开放量子系统领域,研究两种范式中的时间渐近稳定状态。我们描述了证明返回平衡的数学范式,即收敛到平均力吉布斯状态,然后讨论了许多微观物理方法,特别是主方程。最后,我们总结了静力学和平衡动力学之间已建立的联系,并提供了大量未解决的问题。这一全面概述将引起量子热力学、开放量子系统、介观物理学、统计物理学和量子光学等更广泛领域的研究人员的兴趣,并将在纳米尺度上的能量交换方面得到应用,从量子化学和生物学到磁学和纳米尺度热管理。
物理系统的热平衡性质可以用吉布斯态来描述。因此,了解何时可以轻松描述此类状态非常重要。特别是,如果远距离区域之间的相关性很小,情况就是如此。在这项工作中,我们考虑在任何温度下具有局部、有限范围、平移不变相互作用的一维量子自旋系统。在这种情况下,我们表明吉布斯态满足相关性的均匀指数衰减,而且,两个区域之间的互信息随其距离呈指数衰减,与温度无关。为了证明后者,我们表明,对于在任何温度下具有局部、有限范围相互作用的一维量子自旋系统,无限链热态相关性的指数衰减、指数均匀聚类和互信息的指数衰减都是等价的。特别是,Araki 的开创性结果表明这三个条件在平移不变的情况下成立。我们使用的方法基于 Belavkin-Staszewski 相对熵和 Araki 开发的技术。此外,我们发现,我们所考虑的系统的吉布斯状态超指数地接近饱和 Belavkin-Staszewski 相对熵的数据处理不等式。
量子吉布斯态的制备是量子计算的重要组成部分,在量子模拟、量子优化和量子机器学习等各个领域都有广泛的应用。在本文中,我们提出了用于量子吉布斯态制备的变分混合量子-经典算法。我们首先利用截断泰勒级数来评估自由能,并选择截断自由能作为损失函数。然后,我们的协议训练参数化量子电路以学习所需的量子吉布斯态。值得注意的是,该算法可以在配备参数化量子电路的近期量子计算机上实现。通过进行数值实验,我们表明只需一个额外量子位的浅参数化电路就可以训练来制备保真度高于 95% 的伊辛链和自旋链吉布斯态。具体来说,对于伊辛链模型,我们发现仅具有一个参数和一个附加量子位的简化电路假设可以被训练以在逆温度大于 2 时实现吉布斯态制备的 99% 保真度。
m k l(v)ρl(v)†dµ(v)。T。Benoist,M。Fraas,Y。Pautrat和C. Pellegrini的最新论文是我们的起点。他们认为L是身份的情况。在量子通道φL的一些温和假设下,我们分析了φL的特征值性质,并为这种通道定义了熵。对于固定µ(先验度量)和给定的Hamiltonian H:M K→M K,我们提供了Ruelle定理的版本:与Ruelle操作员的特征值问题有关的压力变异原理(与此类H相关)。我们介绍了吉布斯频道的概念。我们还表明,对于固定的µ(支撑中有超过一个点),L的集合是φ-erg(也不可约),对于µ是一个通用集。我们描述了一个相关的过程x n,n∈N,在投射空间p(c k)上取值,并分析不变概率的存在问题。我们还考虑了一个关联的过程ρN,n∈N,d k上的值(d k是一组密度运算符)。通过Barycenter,我们将上述不变概率与x的密度算子相关联。
摘要 — 研究了 T-DNA 插入拟南芥 At3g58450 基因(该基因编码与发芽相关的通用应激蛋白 (GRUSP))的 3'-UTR 区域的影响。研究发现,在长日照条件下,该突变会延迟 grusp-115 转基因株系的开花转变,这是因为与野生型植物 (Col-0) 相比,内源生物活性赤霉素 GA1 和 GA3 的含量降低。外源 GA 加速了这两个株系的开花,但没有改变 Col-0 和 grusp-115 之间开花开始时间的差异。除了 GA 代谢的变化之外,grusp-115 显然在诱导开花信号的实现方面存在干扰。开花整合因子 FLOWERING LOCUS T ( FT ) 和开花抑制因子 FLOWERING LOCUS C ( FLC ) 的基因表达结果证实了这一点,它们是关键的开花调节因子,作用相反。我们假设,由于 FLC 表达上调,FT 表达水平较低也会影响 grusp-115 表型的形成。
量子多体物理学中最根本的问题之一是热状态之间相关性的表征。是热区定律,它证明了张量网络近似与系统大小多项式生长的键尺寸的热状态。在足够低温的制度中,这对于实际应用至关重要,现有技术不会产生最佳界限。在这里,我们提出了一项新的热区法律,该法律适用于晶格上的通用多体系统。我们提高了从原始OðβÞ到Oðβ2= 3 = 3到对数因子的温度依赖性,从而提出了通过假想时间演化对纠缠的副球传播。这种定性与实时演化有所不同,这通常会诱导纠缠的线性生长。我们还证明了纯化和形成的纠缠的R'enyi纠缠的类似界限。我们的分析是基于对指数函数的多项式近似,该函数提供了假想时间演化与随机步行之间的关系。此外,对于带有N旋转的一维(1D)系统,我们证明了Gibbs状态由矩阵乘积运算符近似,具有sublinear键尺寸的β¼O½logðnÞ的均方根键尺寸。此证明使我们能够首次严格建立一种准时的经典算法,用于在β¼o½logðnÞ的任意温度下构建1D量子gibbs状态的矩阵量态表示。350 - 360]。我们的新技术成分是Gibbs状态的块分解,与Haah等人给出的实时进化的分解相似。[2018年IEEE第59届计算机科学基础年度研讨会(IEEE,纽约,2018年),pp。
华盛顿。白宫科技政策办公室(OSTP)新任主任希望副总统戈尔对这一主题的兴趣将使科学在克林顿政府的政策制定中拥有更大的发言权。他还建议比尔·克林顿总统可以对超导超级计算机(SSC)和自由空间站等大型项目采取不同的方法。约翰·吉本斯上周在参议院一致批准后宣誓就任 OSTP 主任(他于圣诞节前夕被任命为总统科学顾问,立即生效)。本周早些时候,在参议院商务、科学和交通委员会举行的确认听证会上,吉本斯透露了新总统对科学界面临的一些重要问题的看法。