fermions的合理量子信息理论必须尊重平价超级选择规则,以遵守相对论和无信号原则的特殊理论。该规则限制了任何量子状态在偶数和奇数式典型状态之间具有叠加的可能性。因此,它表征了一组物理允许的费米子量子状态。在这里,我们将物理允许的量子操作介绍了与奇偶校验超级选择规则一致的量子操作,该操作将允许的费米子状态映射到自身上。我们首先引入了费米金国家的统一和投射测量操作。我们将形式主义进一步扩展到一般量子操作,以STINESPRING膨胀,操作员-AM表示形式和公理性完全阳性跟踪的地图的形式。我们明确显示了费米子量子操作的这三个表示之间的等效性。我们讨论了我们在费米子系统中相关性表征的结果的可能含义。
通过探测器观察量子场时,仅访问空间分离的本地区域的混合状态(一种无处不在的实验设计)时,可以限制访问分布式纠缠的全部范围的能力,并受经典相关性的笼罩。通过对两个检测贴片外部的田间测量进行投影测量,并在经典上传达结果,可以确定其纠缠量化的基本纯状态。在自由标量场真空的高斯连续变量状态中,该协议发现了在该场内建立的空间类似纠缠与可局部可检测的空间纠缠之间的差异。发现这种差异随着观察区域之间的分离而成倍增长。从本文中的洞察力和实用指南中所提供的协议,以阐明从一对本地观察者的Vantage查看的量子线相关性的不可避免的失真。
摘要 处理具有非经典光子统计的简单有效的光子态源对于实现量子计算和通信协议至关重要。在这项工作中,我们提出了一种创新方法,与以前的提案相比,该方法大大简化了非高斯状态的制备,利用了现代量子光子学工具提供的多路复用功能。我们的提案受到迭代协议的启发,其中多个资源一个接一个地组合在一起以获得高振幅的复杂输出状态。相反,在这里,协议的很大一部分是并行执行的,通过使用沿与所有输入模式部分重叠的模式的单个投影测量。我们表明,我们的协议可用于生成高质量和高振幅的薛定谔猫状态以及更复杂的状态,例如纠错码。值得注意的是,我们的提案可以用实验中可用的资源来实现,突出了它的直接可行性。
早期发展 1 尽管摄影测量法使用照片(或当今的数字图像)进行测量,但其概念的历史可以追溯到更早。1480 年,列奥纳多·达·芬奇写下了以下内容:“透视无非就是在玻璃后面看到一个物体,这块玻璃光滑而透明,在玻璃表面上可以标记出玻璃后面的所有事物。所有事物都通过金字塔线将其图像传递给眼睛,这些金字塔被上述玻璃切割。这些金字塔相交的位置离眼睛越近,其图像就越小” [Doyle,1964]。1492 年,他开始研究透视和中心投影,并发明了魔灯 2 [Gruner,1977],尽管没有证据表明他实际上建造了一个工作模型,有人声称该设备实际上可以追溯到早期希腊人。透视和射影几何的原理构成了摄影测量理论发展的基础。达芬奇的许多同代艺术家都为
量子信息的存储和处理易受外部噪声影响,从而导致计算错误。抑制这些影响的有效方法是量子纠错。通常,量子纠错以离散轮次执行,使用纠缠门和对辅助量子位的投影测量来完成每轮纠错。在这里,我们使用直接奇偶校验测量以资源高效的方式实现连续量子位翻转校正码,消除纠缠门、辅助量子位及其相关错误。FPGA 控制器在检测到错误时主动纠正错误,平均位翻转检测效率高达 91%。此外,该协议将受保护逻辑量子位的弛豫时间增加了 2.7 倍,超过裸量子位的弛豫时间。我们的结果展示了多量子位架构中资源高效的稳定器测量,并展示了连续纠错码如何应对实现容错系统的挑战。
摘要:我们考虑一维量子步行的第一个检测问题,并重复局部测量。采用频道射击测量方案和更新方程式,我们研究了隧道对检测时间的影响。特别是,我们在两种具有物理现实的典型情况下,在有限的紧密结合晶格上研究连续的时间量子行走。在没有高斯初始状态的隧穿的情况下,第一个是量子行走的情况。第二种是将屏障添加到系统中的情况。表明,可以通过修改初始条件来观察到第一个检测概率的衰减行为的过渡,并且在存在隧道障碍的情况下,可以比无杂质的晶格更早地检测到粒子。这表明沃克在重复测量下穿过障碍物的隧道时会加快沃克的演变。引入了第一个检测时间,以研究量子步行的隧道时间。此外,我们通过得出渐近公式来分析关键的及传递点。
摘要 锁模激光器发出的短脉冲可以产生无背景的原子荧光,因为它允许瞬时偶发散射与随后的原子发射在时间上分离。我们利用这一点将光频和电子搁置离子阱量子比特的量子态检测提高了两个数量级以上。然而,对于原子超精细结构上定义的量子比特的直接检测,短脉冲的大带宽大于超精细分裂,并且重复激发不是量子比特状态选择性的。在这里,我们表明,通过将相干控制技术应用于被查询离子的轨道价电子,可以恢复超精细量子比特的投影量子测量所需的状态分辨率。我们展示了电子波包干涉,即使在存在大量背景激光散射的情况下,也可以使用宽带脉冲读出原始量子比特状态。
受监控的量子电路可以实现前所未有的多体纠缠动态控制。在这里,我们展示了随机的、仅测量的电路,实现了 Kitaev 蜂窝模型的键和斑块耦合的竞争,产生了具有次级 L ln L 液体缩放行为的结构化体积定律纠缠相。这种相互作用的马约拉纳液体在改变相对耦合概率时获得的纠缠相图中占据高度对称的球形参数空间。球体本身是一个临界边界,量子 Lifshitz 缩放将体积定律相与近似面积定律相、颜色代码或环面代码区分开来。一个例外是一组三临界自对偶点,它们表现出有效的 (1 + 1)d 共形缩放,体积定律相和两个面积定律相在此相交。从量子信息的角度来看,我们的结果定义了在存在投影误差和随机综合征测量的情况下颜色代码的误差阈值。
马克斯·玻恩斯 (Max Borns) 的统计解释 [11] 使概率在量子理论中扮演了重要角色。他假定两个归一化的希尔伯特空间元素的内积的模平方应该解释为两个希尔伯特空间元素所表示的纯态之间的转移概率。数学形式主义并没有为这种解释提供任何理由,但实验证据迫使我们接受它。在 Birkhoffer 和 von Neumann [10] 开创了量子逻辑理论之后,各种版本的量子力学转移概率被引入该理论。大多数方法通过附加公理假定这种版本的存在 [25, 34, 35, 45]。作者早期的方法基于射影量子测量(吕德斯 - 冯诺依曼量子测量过程)或经典条件概率的扩展 [37, 38]。之前的一篇论文 [41] 采用了不同的方法。其目的是指出量子的代数起源
摘要 量子计算在过去几年中不断发展。尽管如今量子算法的性能已优于经典算法,但量子退相干和容错程序所需的额外辅助量子比特一直是量子算法高效使用的巨大障碍。这些限制促使我们寻找方法来最小化算法成本,即量子逻辑门的数量和电路的深度。为此,我们探索了量子电路合成和量子电路优化技术。我们研究了使用强化学习技术投影模拟解决量子比特数量有限的噪声量子计算机的量子电路合成问题的可行性。代理的任务是创建最多 5 个量子比特的量子电路,以在 IBM Tenerife(IBM QX4)量子处理器中生成 GHZ 状态。我们的模拟表明,代理具有良好的性能,但随着量子比特数量的增加,其学习新电路的能力会下降。