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北京大学量子材料科学中心
校正（QEC），横向和非转交逻辑门及其对普遍性的影响。然后，我将重点介绍Rydberg Atom阵列作为FTQC平台的特定优势和机会，并展示其独特功能（例如非本地连接性，平行的闸门动作，集体活动性，集体移动性以及本地多控制的Gates）如何使用诸如魔术和良好的魔术集合，以实现魔术，并在魔术中实现魔术，以实现魔术，并使用魔术。受控-z代码（https://arxiv.org/abs/2312.09111）。
半导体量子处理器中的量子比特读出
量子比特读出是量子计算机中需要在单个量子比特上实现的三个基本量子操作之一，它具有一量子比特门和二量子比特门。获得具有合理保真度的量子计算结果至关重要。它对于容错量子计算和量子纠错 (QEC) 协议也至关重要，因为它允许见证和追溯计算流程中发生的错误 [1]。在半导体量子电路中，要求量子比特读出保真度高于 99%，速度低于每发一微秒，以保证 QEC 效率并确保具有竞争力的计算运行时间。此外，为了在运行算法时调整测量性能 [4]，需要进行重复 [2] 或量子非破坏性测量 [3]。自旋读出操作的关键性能系数是保真度（或检测效率）、速度（必须快于弛豫时间 T1）以及能够执行读出所需的基本组件数量（储存器、量子点等）。直接测量量子点中捕获的单个电子自旋产生的磁场是一项非常具有挑战性的任务，2000 年初的一项“绝技”实验已经证明了这一点 [5]。除了复杂性之外，它还相当慢（ms），与量子计算不兼容。在半导体中，自旋读出是通过将自旋转换为电荷信息来执行的，并在接近 µs 的时间尺度上探测电子的电荷特性。
开发用于拆卸应用的紧凑型Alpha和Beta摄像头
量子计算机需要误差校正以实现量子优势。他们还需要校准大量参数，以正确操作Qubits，这可能只有53 QUBITS的Google Sycamore需要几个小时。扩展量子计算需要快速，可扩展和屈曲反馈以实现量子误差校正（QEC）和加速校准。QEC和校准都需要电子设备，以测量，计算和应用最低潜伏期的反馈。使用当今的电子设备必须扩展到数千个Qubits。FPGA是理想的选择，因为它们可以重新编程以满足不同的实验需求，同时达到了非常低的反馈延迟。典型的量子操作实验（图1）涉及在室温下通过数字转换器（DAC）（DACS）和对数字转换器（ADCS）的模拟转换器（ADC）的FPGA网络。用于自旋Qubits，控制信号由两种类型组成。首先，基于纳秒坡道的准静态控制，以调整Qubits的潜在井和耦合以改变其状态。其次，通过I/Q调制控制的Ra-dio频率脉冲，用于测量或基于共振的控制。数字混合用于实现更复杂的控制方案和脉搏工程。完整的数字发电提高了灵活性并减少了噪声源。我们使用直接生成的坡道和频率梳子提出了可扩展的，复杂的信号发生器（CSG），以减少
NIRB筛查申请＃125713 Coral Harbor Solar and Sovel Storage Project
英语：珊瑚港社区是Nunavut领土上第一个公用事业规模可再生能源和电池存储系统之一的拟议地点。合并的太阳能产生和存储项目将与社区的微电网集成在一起，该项目是由Qulliq Energy Corporation（QEC）运行的区域电气公用网络的一部分。建议该项目包括0.96 MW的太阳能PV安装，并配备1 MWH电池。一起，该系统将有能力提供社区现有的现有能源需求的31％，估计每年占360,000升柴油燃料消耗，或该项目的30年寿命超过1000万升。这相当于总碳排放节省约28,000吨二氧化碳。该项目始于珊瑚港社区能源计划（The CEP）的制定，该计划是通过土著柴油倡议资助的。CEP是与社区利益相关者合作创建的，并与2022年6月在Coral Harbour主持的社区开放日结束。通过CEP的工作，该项目团队将其降低碳缩小的重点范围缩小为开发太阳能PV Energy项目，该项目将有助于实现社区的可再生能源目标：一个清洁能源系统，能够在Nunavut在Nunavut的即将到来的独立的独立电力生产商中开发和操作的清洁能源系统。项目团队还聘请了承包商来进行即将进行的岩土评估工作。计划在2022 - 2024年进行进一步的开发工作。迄今为止，建立社区能源计划后的初步可行性工作包括将项目范围缩小到适当的尺寸和能源生产的类型，与关键的利益相关者互动，选择项目地点，开发太阳能项目设计，开发初步的能源能源输出，对项目预算进行建模，创建项目预算以及对项目项目的地形调查。这项工作将包括在现场执行岩土技术评估，详细的设计和工程，确保土地租赁，环境和监管许可，承包商和供应商采购以及与QEC的互连研究。该项目还在等待QEC的独立电力生产商政策的发布，目前正在与Nunavut政府合作制定，这是为了在Nunavut内构建和运营的非私人能源项目所必需的。最后，该项目的建设计划于2024年进行。建筑活动将包括购买资本设备，准备现场的准备，用于交付和安装所有设备的合同执行，包括太阳能电池板，电池，微电网控制器以及支持电气基础设施，以及项目和开发管理服务，调试和清理。永久性结构将建造在2.6公顷（6.5英亩）的场地区域中：太阳能PV阵列，几个逆变器，变形金刚，电气仪，互连设备的点，电池和电池壳，一个微电网控制系统，地下和台面电气收集系统以及所有设备的相关混凝土垫。此外，还可能需要将项目站点连接到QEC Powerhouse的新的或更新的电气配电线。该项目已获得到2024年的早期开发工作的资金，并正在为部分建筑活动寻求额外的资金。
分子纳米磁体：通向量子信息处理的可行途径？
摘要 分子纳米磁体 (MNM) 是含有相互作用自旋的分子，一直是量子力学的游乐场。它们的特点是有许多可访问的低能级，可用于存储和处理量子信息。这自然开启了将它们用作量子比特的可能性，从而扩大了基于量子比特架构的量子逻辑工具。这些额外的自由度最近促使人们提出在单个分子中编码带有嵌入式量子纠错 (QEC) 的量子比特。QEC 是量子计算的圣杯，这种量子比特方法可以规避标准多量子比特代码中典型的物理量子比特的大量开销。分子方法的另一个重要优势是在制备复杂的超分子结构时实现了极高的控制程度，其中各个量子比特相互连接，同时保持其各自的属性和相干性。这对于构建量子模拟器（能够模拟其他量子对象动态的可控系统）尤其重要。使用 MNM 进行量子信息处理是一个快速发展的领域，仍然需要通过实验进行充分探索。要解决的关键问题与扩大量子位/量子比特的数量及其各自的寻址有关。正在深入探索几种有希望的可能性，从使用单分子晶体管或超导设备到光学读出技术。此外，化学领域的新工具也可能随时可用，例如手性诱导的自旋选择性。在本文中，我们将回顾这一跨学科研究领域的现状，讨论尚未解决的挑战和设想的解决方案，这些最终可能会释放分子自旋在量子技术中的巨大潜力。
分子纳米磁体：量子信息处理的可行途径？
摘要 分子纳米磁体 (MNM) 是含有相互作用自旋的分子，一直是量子力学的游乐场。它们的特点是有许多可访问的低能级，可用于存储和处理量子信息。这自然开启了将它们用作量子比特的可能性，从而扩大了基于量子比特架构的量子逻辑工具。这些额外的自由度最近促使人们提出在单个分子中编码带有嵌入式量子纠错 (QEC) 的量子比特。QEC 是量子计算的圣杯，这种量子比特方法可以规避标准多量子比特代码中典型的物理量子比特的大量开销。分子方法的另一个重要优势是在制备复杂的超分子结构时实现了极高的控制程度，其中各个量子比特相互连接，同时保持其各自的属性和相干性。这对于构建量子模拟器（能够模拟其他量子对象动态的可控系统）尤其重要。使用 MNM 进行量子信息处理是一个快速发展的领域，但仍需要通过实验进行充分探索。需要解决的关键问题与扩大量子位/量子比特的数量及其各自的寻址有关。人们正在深入探索几种有希望的可能性，从使用单分子晶体管或超导设备到光学读出技术。此外，化学领域的新工具也可能随时可用，例如手性诱导的自旋选择性。在本文中，我们将回顾这一跨学科研究领域的现状，讨论尚未解决的挑战和设想的解决方案，这些方案最终可能会释放分子自旋在量子技术中的巨大潜力。
使用经典代码的权重分布描述具有擦除误差的量子计量
量子计量有望成为量子技术的一个突出用例。然而，噪声很容易降低这些量子探测状态的质量，并抵消它们在无噪声环境中提供的量子优势。虽然量子纠错 (QEC) 可以帮助解决噪声问题，但容错方法对于近期使用来说资源过于密集。因此，需要一种 (近期) 稳健的计量策略，该策略可轻松适应未来基于 QEC 的量子计量。在这里，我们通过研究由最小距离 d ≥ t + 1 的 [ n, k, d ] 二进制块码构成的量子探测状态的性能，提出了这样一种架构。此类状态可以解释为 CSS 码的逻辑 | + + · · · + ⟩ 状态，其逻辑 X 组由上述二进制码定义。当量子探测状态的常数 t 个量子比特被擦除时，利用量子 Fisher 信息 (QFI)，我们证明由此产生的噪声探测可以给出磁场估计值，其精度与相应 2 t 缩短代码的权重分布的方差成反比。此外，我们证明，如果 C 是任何与长度为 n 的线性内部重复代码连接的代码，那么量子计量中就可能存在量子优势。这意味着，给定任何恒定长度的 CSS 代码，与长度为 n 的线性重复代码的连接对于具有恒定擦除误差数量的量子计量是渐近最优的。除了基本的 QFI 结果之外，我们还明确构建了一个可观测量，当在这种受噪声代码启发的探测状态上测量时，它可以对磁场强度产生一定的精度，并且在磁场强度消失的极限下也表现出量子优势。我们强调，尽管使用了编码理论方法，但我们的结果并不涉及综合征测量或错误校正。我们用 Reed-Muller 码构建的探测状态示例来补充我们的结果。
2025 年量子话题
我还期待在高速解码器的研究和开发方面取得进一步进展，这是 QEC 方案的另一个关键组成部分。高速解码器是算法，并且越来越多地成为专门设计用于快速执行纠错的硬件。高速解码器处理辅助测量并有效确定最可能的原始量子态。解码速度至关重要，因为该过程花费的时间越长，在应用校正之前积累额外错误的风险就越大，这可能导致校正无效。解码速度直接影响量子计算机的整体吞吐量和可扩展性，使其成为寻求实用量子计算的核心挑战。
固态系统中的量子计算
近几年来，随着超导器件在单个芯片上达到数十个甚至数百个量子比特，量子计算已成为现实 [1,2]，它可以解决那些即使使用最强大的传统超级计算机也需要耗费大量时间的问题。这些早期的量子计算机 (QC) 被称为有噪声的中型量子计算机，因为在如此小的量子比特阵列中无法有效抵消环境噪声。虽然某些算法确实可以充分利用数百个不完美量子比特的潜力 [3]，但量子计算的伟大前景需要完美量子比特，而这只能在更大规模的量子比特阵列中实现，使用量子纠错 (QEC) [4,5]。半导体中的自旋量子比特 [6,7] 是迄今为止唯一有潜力达到如此规模的平台，为容错量子计算铺平了道路。量子点 (QDs) [6] 中的量子比特尺寸为几十纳米，可在单个芯片上集成数百万个量子比特。硅纳米结构中的自旋量子比特是尤其有吸引力的候选对象。凭借半导体行业数十年的经验，硅是研究最多的元素之一，拥有独特先进的制造技术。硅中的电子自旋量子比特在过去几年中已非常成熟，已达到与 QEC 算法的误差阈值相匹配的单量子比特和双量子比特门保真度 [8, 9]。然而，导带中弱的本征自旋轨道相互作用 (SOI) 需要使用微磁体来辅助全电量子比特控制。这种额外的复杂性给设备设计和制造带来了新的挑战。另一方面，硅和锗量子点中的空穴自旋量子比特受益于强直接 Rashba SOI [10]，可将量子比特控制速度加速到几百兆赫 [11,12]，而无需在设备中集成其他元件。在本文中，我们首先介绍并简要概述
随机系列膨胀量子蒙特卡洛（Rydberg Arrays）
Almheiri，Dong和Harlow的开创性论文[1]证明，量子误差纠正（QEC）自然出现在ADS / CFT对应关系中。这个想法很简单：可以使用边界的不同部分重建相同的散装区域。因此，如果边界的某些部分丢失或受到量子噪声的影响，则可以完美保存散装中的信息，并且可以使用边界的不同部分恢复。这导致了各种有趣的结果，例如纠缠楔重建[2]和Ryu – Takayanagi公式的推导[3]。使用批量中的完美和随机张量网络构建了几种玩具模型[4]，[4]，[4]，[5]。在这些示例中，边界具有一个空间维度，并且大量是二维的庞贝雷磁盘。这些模型的一个缺点是它们没有哈密顿人，因此它们不是动态的。这些结构类似于量子多体系统的近似波函数构建