量子纠错 (QEC) 是一种保护信息免受量子噪声影响的方法,是量子信息处理的核心概念之一 [1-3]。由于量子系统与环境的相互作用无法控制,不可避免地会产生噪声,因此 QEC 在量子通信、密码学和计算方面有着广泛的应用。近年来,QEC 也为基础物理学提供了新的见解,为更好地理解量子多体现象如拓扑序 [4-6]、黑洞信息悖论 [7-9] 以及量子混沌与量子引力之间可能存在的对偶性 [10-16] 提供了视角。关于 QEC 的核心问题之一是,原则上可以保护多少信息免受给定噪声的影响。由于任何量子噪声都是由量子信道形成的,量子通道容量定理可以回答这个问题。根据需要保护的信息类型(量子或经典)和可用资源(如纠缠),已经进行了大量研究 [17-24]。对于有噪声量子信道无限次使用的渐近场景,这些结果在文献 [ 25 ] 中合并为一个统一公式。然而,渐近结果仅适用于编码和解码能够以连贯方式应用于大量量子比特的情况,这导致实验演示和实际应用于基础物理的困难。相比之下,最近的研究在不考虑渐近极限的情况下进行了分析,
博弈论在战略思维和交互式决策的背景下分析和建模主体的行为。在商业和日常生活中,博弈论对于做出选择和考虑机会至关重要。在经济学 [ 1 ]、政治学 [ 2 ]、生物学 [ 3 , 4 ] 或军事应用 [ 5 ] 中都可以找到需要战略思维的情况的例子。参与方有自己的一组可能的操作(称为策略),并且对这些操作具有由收益矩阵定义的偏好。博弈论涉及对这些活动的建模和寻找最优策略。在所有博弈论概念中,纳什均衡的概念起着重要作用。它描述了关于其他玩家动作的最优决策。在纳什均衡中,任何玩家都不会通过只改变自己的策略而获得任何好处 [ 6 ]。对整个玩家群体有利的博弈论结果被称为帕累托最优。从经济角度来看,这是最理想的结果。然而,在很多情况下,对个人有利的并不总是帕累托最优的。事实往往恰恰相反,力求满足一己利益并不会带来对所有参与者来说都是最佳的解决方案。这种困境在很多现实情况下都会发生,例如交通组织[7]、过度开发自然资源[8]或公共采购监管[9]。量子力学是有史以来最丰富的理论之一。尽管自诞生以来就引起了很多争议,但它的预测已经通过实验得到了令人难以置信的精确度的证实。使用量子力学形式主义的领域之一是量子经济学,这是一个非常有前途的新应用领域[10,11]。可编程量子计算机的出现推动了这一领域的发展[12]。量子经济学的研究领域包括:市场博弈[13]、双头垄断问题[14,15]、拍卖和竞赛[16]、赌博[17]、量子货币[18]、量子退火[19]、量子密码和安全问题[20,21]、量子最优传输[22]甚至高频交易[23]。量子统计学中使用的概率幅概念在经济应用中也发挥着重要作用[24]。这项工作的目的是分析博弈机制,这种机制允许玩家以某种方式调节他们的选择,试图优化他们的个人利益,
摘要:在本文中,我认为弹片–Costa no-go-go theorem削弱了量子力学的基本本体论的观点的最后剩余可行性本质上是经典的:也就是说,物理现实是,物理现实是由现实的,相反的,在本地的范围内,属于本地的,属于斑点的属性,并确定斑点的属性,并确定斑点的属性,并确定斑点的属性,并确定了斑点的属性,并确定了物理现实,并确定了物理现实的属性,并确定了物理现实,并具有斑点的属性,并确定了物理现实的属性,并具有物理现实的态度。通常,“量子”行为是根据我们自己对这些实体的原理无知的函数而出现的。称这种观点爱因斯坦 - 贝尔现实主义。可以证明,解释量子理论的因果对称局部隐藏变量方法是爱因斯坦 - 贝尔现实主义的最自然解释,在这种情况下,因果对称性在避免传统无关定理的非分类后果中起着重要作用。但是,弹片和哥斯达黎加认为,诸如因果对称性等异国因果结构无法解释世界上非文化本体论特性导致的量子行为。这特别令人担忧的是爱因斯坦 - 贝尔现实主义和古典本体论。在第一个实例中,定理的明显后果是对爱因斯坦 - 贝尔现实主义的直接拒绝。但是,除此之外,我认为,即使有可能在因果对称框架内考虑上下文上的上下文变量,这种说法的成本也破坏了因果对称性的关键优势:接受因果关系对称性比拒绝经典的本体学更经济。无论哪种方式,似乎我们都应该放弃古典本体论。
了解开放量子系统中的耗散是否真正是量子的,是一个既有基础意义又有实际意义的问题。我们考虑 n 个量子比特受到相关马尔可夫相位失调的影响,并提出一个充分条件,说明何时由浴引起的耗散可以产生系统纠缠,因此必须被视为量子的。令人惊讶的是,我们发现时间反演对称性 (TRS) 的存在与否起着至关重要的作用:耗散纠缠的产生需要破坏的 TRS。此外,仅仅具有非零浴敏感性不足以使耗散成为量子。我们的工作还提出了一种明确的实验协议来识别真正的量子相位失调耗散,并为研究更复杂的耗散系统和寻找最佳的噪声缓解策略奠定了基础。
摘要 — 量子隐形传态是量子互联网的关键通信功能,它允许“传输”量子位,而无需物理转移存储量子位的粒子。量子隐形传态是由量子纠缠作用实现的,量子纠缠是一种有点违反直觉的物理现象,在经典世界中没有直接对应物。因此,必须重新设计经典通信系统模型的概念,以解释量子隐形传态的特殊性。这种重新设计是构建任何有效量子通信协议的关键先决条件。本文旨在阐明这一关键概念,目的是让读者:i)认识到经典信息传输与量子信息隐形传态之间的根本区别;ii)理解量子隐形传态背后的通信功能,并掌握这些功能的设计和实际应用中的挑战;iii)承认量子信息会受到一种称为量子退相干的噪声过程的有害影响。这种不完美在经典世界中没有直接的对应物;iv)认识到如何为量子互联网的设计和使用做出贡献。索引术语 — 量子通信、量子互联网、量子噪声、量子隐形传态、纠缠。
摘要:本社论简要总结了特刊“基于凝聚态原理的信息和统计测量:从经典到量子”中收集的十 (10) 篇论文的努力。特刊征集的论文涉及凝聚态系统或其跨学科类似物,这些系统可以基于熵概念推断出明确定义的经典统计与量子信息测量。特刊主要基于 2019 年 10 月在波兰比得哥什科技大学 (UTP) 举行的国际研讨会上提出的目标(参见 http://zmpf.imif.utp.edu.pl/rci-jcs/rci-jcs-4/),重点介绍了 Gerard Czajkowski 教授 (PGC) 的成就。 PGC 在波兰协同学之父 Roman S. Ingarden (Toruń) 的指导下开始了他的扩散反应 (开放) 系统的研究,并提出了原创的自组织热力学方法。PGC 的积极合作主要与德国物理学家 (Friedrich Schloegl,亚琛;Werner Ebeling,柏林) 合作。然后,值得强调的是 Czajkowski 研究的发展,从统计热力学转向固态理论,以非线性固态光学 (Franco Bassani,比萨) 为研究方向,最近以大型准粒子 (称为里德堡激子) 及其与光的相干相互作用达到顶峰。
摘要 统计力学提供了一个框架,用于描述大型复杂多体系统的物理特性,仅使用几个宏观参数来确定系统的状态。对于孤立的量子多体系统,这种描述是通过本征态热化假设 (ETH) 实现的,该假设将热化、遍历性和量子混沌行为联系起来。然而,在强无序相互作用多体系统的动力学中,通过数值和实验发现的稳健多体局部化 (MBL) 机制,在有限的系统尺寸和演化时间下没有观察到热化趋势。虽然 MBL 机制的现象学已经确立,但核心问题仍未得到解答:在什么条件下 MBL 机制会产生 MBL 相,其中即使在无限系统尺寸和演化时间的渐近极限下也不会发生热化?本综述重点介绍了最近的数值研究,旨在阐明 MBL 相的状态,并确定了有关 MBL 相的关键未决问题。
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在过去三年中,全球锁定,地缘政治紧张局势不断升级和原材料的高需求导致电子芯片短缺。这种短缺影响了家用电器,汽车,计算设施和整个技术领域的生产,对移动网络,可再生能源生产,医疗保健和数字化产生了负面影响。以前的现代社会从未经历过这样的短缺,因此自主芯片生产,而使它最重要的技术是光刻的光刻和光学维度计量学,对世界上最大的经济体来说已经在战略上变得重要。自2000年以来,欧洲的半导体制造业已从全球生产能力的24%下降到8%。此外,它目前主要集中在成熟的微芯片技术上,仅在高级芯片技术上只有很小的一部分。