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化学中极地平流层云的模拟 -
摘要。已经开发了ECHAM5/MYSY AT- MOSPHER化学模型（EMAC）的子模型PSC，以模拟极性平流层云的主要类型（PSC）。子模型中超冷三元溶液（STS，1B PSC）的参数化基于Carslaw等人。（1995b），在Marti和Mauersberger上模拟冰颗粒（2型PSC）的热力学方法（1993）。存在硝酸三水合物（NAT）颗粒（1A型PSC）的形成两个不同的参数。首先是基于Hanson和Mauersberger（1988）的瞬时热力学方法，第二个是新的，并借助于Carslaw等人的表面生长因子来考虑NAT颗粒的生长。（2002）。可以在子模型中选择此NAT参数之一。本出版物解释了子模型PSC的背景和使用子模型的使用，目的是模拟EMAC中的现实PSC。
![arXiv:2002.07730v2 [quant-ph] 2020 年 3 月 24 日](/simg/g:\will\search\icon\source\7\7a305ae1203c6bfc1ff09f8964b7beaebf00c174.webp)
arXiv:2002.07730v2 [quant-ph] 2020 年 3 月 24 日
量子计算的最终目标是执行任何经典计算机都无法完成的计算。因此，实用的量子计算机必须很难用经典计算机进行模拟，否则经典计算机就无法完成量子计算机所设想的应用。完美的量子计算机毫无疑问是指数级难以模拟的：所需的经典资源会随着量子比特数 N 或电路深度 D 的增加而呈指数增长。这一困难引发了最近对深度随机电路的实验，旨在证明量子设备可能已经可以执行经典计算无法完成的任务。然而，这些真正的量子计算设备存在许多退相干和不精确的问题，这限制了实际可以达到的纠缠度仅为其理论最大值的一小部分。它们的特点是保真度 F ∼ (1 − ϵ ) ND 呈指数衰减
通过经典方法从泡利噪声中有效恢复信息……
• 给定通道 𝒫 的描述，找到映射 𝒟 使得 𝑡𝑟𝑂𝒟∘𝒫𝜎 = 𝑡𝑟𝑂𝜎 。 • 𝒟 不是 CPTP，但可以写成 CPTP 映射的线性组合。 • 通过概率抽样模拟 𝒟 的动作。
建立多功能太空作战模拟设施：零重力实验室的见解
本文概述了卢森堡大学零重力实验室的发展，该实验室是推动太空操作研究的重要资源。该实验室的主要目标是精确模拟太空中微重力条件下的操作，以便在将太空相关硬件和软件部署到苛刻的外层空间环境之前对其进行全面测试。建立该设施所采用的关键方法包括复制太空代表性基础设施元素，例如真实的照明条件、环氧地板和安装在轨道上的机器人系统。该实验室通过集中式机器人操作系统 (ROS) 网络集成其硬件和软件。研究人员可以进行混合仿真，将机器人系统与预先建模的软件组件相结合，以有效模拟复杂的轨道场景。此外，本文还可作为实验室建设的实用指南。该项目的目的是协助研究界建立类似的设施，并促进太空相关研究和技术发展的进步。
超导量子比特读出
为了使超导量子比特成为大规模量子信息处理的可行平台，需要高保真度的读出。本论文研究了描述初始化和读出序列中的系统和时间演化的底层物理，以研究不同的物理参数如何影响状态准备和测量 (SPAM) 误差。通过校准单个超导量子比特，使用随机主方程建立了一个模拟模型来模拟量子比特谐振器系统的色散近似。该模型能够生成具有与实验室测量相似的分布和 SPAM 保真度的 IQ 测量的真实图。该模型用于估计三个因素对不保真度的贡献：非零温度、测量过程中的能量衰减和低效测量。我们得出结论，非零温度是所分析系统的最大贡献者。该模型进一步用于模拟具有边际改进的系统。这为讨论如何改进超导量子比特读出提供了基础。
量子模拟的准备
介绍了一个框架，用于在一个空间维度的 2 味晶格理论中实时模拟强子和原子核的弱衰变。通过 Jordan-Wigner 变换映射到自旋算子后，发现标准模型的单代需要每个空间晶格点 16 个量子比特。该动力学包括量子色动力学和味变弱相互作用，后者通过四费米有效算子实现。在 Quantinuum 的 H1-1 20 量子比特捕获离子系统上开发并运行了实现该晶格理论中时间演化的量子电路，以模拟单个重子在一个晶格点上的 β 衰变。这些模拟包括初始状态准备，并针对一个和两个 Trotter 时间步骤执行。讨论了此类晶格理论的潜在内在误差修正特性，并提供了模拟由中微子马约拉纳质量项引起的原子核 0 νββ 衰变所需的主要晶格哈密顿量。
用 Fenna-Matthews-Olson 复合体演示的开放量子动力学通用量子算法
使用量子算法模拟量子物质中的复杂物理过程和相关性一直是量子计算研究的主要方向，有望实现优于传统方法的量子优势。在这项工作中，我们开发了一种广义量子算法来模拟由算子和表示或林德布拉德主方程表示的任何动态过程。然后，我们通过在 IBM QASM 量子模拟器上模拟 Fenna-Matthews-Olson (FMO) 复合体的动态来演示量子算法。这项工作首次演示了一种用于开放量子动力学的量子算法，该动力学过程涉及现实生物结构，具有中等复杂的动态过程。出于同一目的，我们讨论了量子算法相对于经典方法的复杂性，并基于量子测量的独特性质展示了量子方法的决定性查询复杂性优势。
面向固体电解质机械模型...
图 1：kMC 模拟结束时气体种类 (a, b) 和 SEI 产物 (c, d) 的平均分数随施加电位的变化。模拟是在两种条件下进行的，反映了 SEI 形成的不同方式。为了模拟在靠近负极处形成 SEI 的情况，在形成显著的界面层 (a, c) 之前，允许在没有隧道势垒的情况下进行还原 (D = 0 . 0 ˚ A)。由于电极很可能在高施加电位下被覆盖，因此在实际电池环境中可能无法进入低电位区域 (低于 +0.5V vs Li/Li + 的施加电位)。因此，该区域已被阴影化。为了模拟远离负极处形成 SEI (b, d) 的情况，在存在部分电子绝缘的界面层的情况下，相对较厚的隧道势垒 (D = 10 . 0 ˚ A) 减缓了还原速度。提供了表示平均值标准误差的误差线，但通常太小而无法看到。
使用量子启发的神经网络
旨在模拟大脑皮质和海马模块的许多当前计算模型取决于人为的神经网络。但是，这种经典的神经网络甚至是深层神经网络非常慢，有时需要进行数千个试验以获得最终反应，并有相当多的误差。需要进行大量学习和不准确的输出响应的需要，这是由于输入提示的复杂性和正在模拟的生物学过程所致。本文提出了一个使用量子启发的神经网络完整的和病变的皮质 - 海马系统的计算模型。这种皮质 - 海马计算量子启发（CHCQI）模型通过使用与量子电路纠结的自适应更新的神经网络模拟皮质和海马模块。所提出的模型用于模拟与生物过程有关的各种经典调节任务。与其他计算模型（包括最近发布的绿色模型）相比，模拟任务的输出迅速而有效地产生了所需的响应。