量子计算机承诺执行某些被认为对古典计算机棘手的任务。玻色子采样是这样的任务,被认为是证明量子计算优势的有力候选者。我们通过将50个不可区分的单模单模状态发送到具有完整连接性和随机矩阵的100模式超级失误干涉仪中,通过将50个不可区分的单模单模式挤压状态发送到了高斯玻色子采样 - 整个光学设置是相锁的 - 并使用100个高效的单光子检测器对输出进行采样。针对利用热状态,可区分的光子和均匀分布的合理假设验证了所获得的样品。光子量子计算机Jiuzhang最多生成76个输出光子点击,该光子可产生10 30的输出状态空间尺寸,而采样速率比使用最先进的仿真策略和超级计算机的采样率更快。t
量子密钥分布(依赖量子机械资源的随机秘密密钥)是安全量子网络的核心特征。基于纠缠的协议可通过量子中继器提供额外的安全性和规模,但是在光子源上设置的严格要求已经使他们的使用情况迄今使用了。在这种情况下,基于半导体的量子发射器是一个有前途的解决方案,可确保按需以记录的多光子发射的方式生成近乎统一的纠缠光子,后者的功能与一些最佳的窃听攻击相反。在这里,我们使用连贯驱动的量子点在实验上证明了一种经过修改的Ekert量子键分布协议,具有两种量子通道方法:既有250米长的单模纤维,又在自由空间中,连接了罗马萨皮恩扎大学校园内的两座建筑物。我们的现场研究强调,量子点纠缠的光子源已准备好超越实验室实验,从而为现实生活中的量子通信开辟了道路。
在量子世界中看到的效果也为测量技术提供了令人惊讶的机会。纠缠光子的性质可用于光谱法中,例如,从否则难以访问的波长范围中收集有价值的光谱信息。Fraunhofer IPM正在与其他Fraunhofer Institutes合作,继续开发针对潜在工业应用的尖端量子传感器测量技术。
光子是量子信息的天然载体,因为它们易于分布且寿命长。本论文涉及单光子量子信息处理的各个相关方面。首先,我们通过广义的 N × N 对称分束器(称为贝尔多端口)演示 N 光子纠缠的产生。可以生成各种各样的 4 光子纠缠态以及 N 光子 W 态,成功概率出乎意料地随着 N 而呈非单调递减趋势。我们还展示了如何使用相同的设置来生成多原子纠缠。对多端口的进一步研究还使我们得到了 Hong-Ou-Mandel 倾角的多粒子概括,它适用于所有具有偶数个输入端口的贝尔多端口。接下来,我们演示了一种基于广义线性光学的光子滤波器,无论涉及的光子数量有多少,它都具有恒定的成功概率。该滤波器具有最高的报告成功概率并且具有干涉稳定性。最后,我们展示了如何仅使用线性光学资源,以单位成功概率在两个远距离节点上执行重复直至成功的量子计算。我们进一步表明,使用非同一光子源,仍然可以实现稳健性,这说明了基于测量的量子计算的性质和优势。直接应用于相同的设置自然会导致按需生成任意多光子状态。最后,我们展示了如何在没有线性光学的情况下从杨氏双缝实验中两个原子的发射中检测到光子的偏振纠缠,从而使两个原子也最大程度地纠缠。
©作者2024。Open Access本文是根据Creative Commons Attribution 4.0 International许可获得许可的,该许可允许以任何媒介或格式使用,共享,适应,分发和复制,只要您对原始作者和来源提供适当的信誉,请提供与创意共享许可证的链接,并指出是否进行了更改。本文中的图像或其他第三方材料包含在文章的创意共享许可中,除非在信用额度中另有说明。如果本文的创意共享许可中未包含材料,并且您的预期用途不受法定法规的允许或超过允许的用途,则您需要直接从版权所有者那里获得许可。要查看此许可证的副本,请访问http://创建ivecommons。org/licen ses/by/4。0/。
摘要:对光与物质之间强耦合的研究是研究的重要领域。它的重点不仅源于出现众多引人入胜的化学和物理现象,而且通常是新颖和意外的,而且还源于其为新颖的化学,电子,电子和光子设备设计核心组件设计的重要工具集,例如量子,量子量,量子,量子,激光,放大器,模块化器,传感器,传感器,以及更多。已经证明了各种配置系统和光谱制度的强耦合,每个耦合均具有独特的功能和应用。从这个角度来看,我们将重点关注该研究领域的一个子区域,并讨论超材料和光子频率下的强烈耦合。超材料本身就是电磁谐振器,作为“人工原子”。我们概述了最新进步的概述,并概述了这一跨学科科学的重要和有影响力的领域中可能的研究指示。
避免我们对人脑的理解需要对神经回路在包括实验室小鼠在内的哺乳动物的工作方式的新见解。这些研究需要使用显微镜监测大脑活动,该显微镜提供足够高的分辨率,以查看单个神经元及其邻居。两光子(2p)荧光显微镜具有明显的先进研究人员的能力,而UC Santa Barbara电气和计算机工程系的副教授Spencer Lavere Smith的实验室是与技术相关的研究枢纽。As the principal investigator on the five-year, $9 million NSF–funded Next Generation Multiphoton Neuroimaging Consortium (NEMONIC) hub, which was born of President Obama's BRAIN Initiative and is headquartered at UCSB, Smith says he is working, “to push the frontiers of multi-photon microscopy for neuroscience research.”去年秋天,在自然传播中,史密斯和他的合着者报告了他们形容为
1 Faculty of Physics, Astronomy and Applied Computer Science, Jagiellonian University, S. Łojasiewicza 11, 30-348 Kraków, Poland 2 Total-Body Jagiellonian-PET Laboratory, Jagiellonian University, Poland 3 Center for Theranostics, Jagiellonian University, 31-034 Kraków, Poland 4 INFN, Laboratori Nazionali di Frascati CP 13,通过E.Fermi 40,00044,意大利弗拉斯卡蒂5物理研究所,Maria Curie-SkłodowskaUniversity,Pl。M. curie-skłodowsKiej1,20-031波兰卢布林6号复杂系统部,国家核研究中心,05-400 Otwock-otwock- swierk-波兰7史威尔克,7 7级应用计算机科学学院,Jagiellonian大学,Jagiellonian大学,Kraków,Kraków,Kraków,Poland 8 Cracow of Technology,Cracow of Technology,Cracow of Technology,31-864 Krand krand * consection,e-o-sko-o-sko-o-sko-o-srand * serand * p.moskal@uj.edu.pl **通讯作者,电子邮件:sushil.sharma@uj.edu.pl
量子计算机承诺执行某些被认为对古典计算机棘手的任务。玻色子采样是这样的任务,被认为是证明量子计算优势的有力候选者。我们通过将50个不可区分的单模单模状态发送到具有完整连接性和随机矩阵的100模式超级失误干涉仪中,通过将50个不可区分的单模单模式挤压状态发送到了高斯玻色子采样 - 整个光学设置是相锁的 - 并使用100个高效的单光子检测器对输出进行采样。针对利用热状态,可区分的光子和均匀分布的合理假设验证了所获得的样品。光子量子计算机Jiuzhang最多生成76个输出光子点击,该光子可产生10 30的输出状态空间尺寸,而采样速率比使用最先进的仿真策略和超级计算机的采样率更快。t