高动力石墨烯托管带有线性色散的无质量电荷载体为电子光学现象提供了有希望的平台。受到介电光学微腔物理学的启发,在这些物理学中,可以通过腔形形状对光子发射特性进行有效调节,因此我们研究了在变形的微型货币圆柱柱中捕获的DIRAC DIRAC费米子谐振状态的相应机制,并将其定向发射。在此类石墨烯设备中,后门电压为模拟不同的有效屈光指标提供了附加的可调参数,从而在边界处提供相应的菲涅尔定律。此外,基于单层和双层石墨烯的腔分别表现出klein-和抗Klein隧道,导致相对于居住时间和导致的空腔状态的发射率明显差异。此外,我们发现各种不同的排放特性,具体取决于源载体进入空腔的位置。将量子机械模拟与光射线跟踪和相应的相空间分析相结合,我们证明了在单层石墨烯系统中部端部中发射的电荷载体的强烈结合,并且可以将其与镜头效应相关联。对于双层石墨烯而言,谐振态的捕获更有效,并且发射特性确实取决于源位置。
量子模拟模仿一个量子系统与另一个人工组织的量子系统(即量子模拟器)的演化[1]。具有量子比特的数字量子模拟器可以对由各种粒子(如自旋、费米子和玻色子)组成的任意量子系统进行精确或近似编码,具体取决于粒子的性质。量子比特可以通过多种物理系统实现,如捕获离子[2,3]、核磁共振(NMR)[4,5]、超导电路[6,7]、量子点[8]和光子[9]。因此,无论模拟器的物理性质如何,我们都可以使用适当的量子比特编码协议用数字量子模拟器模拟任何量子系统。在各种多粒子量子系统中,玻色子系统被认为从数字量子模拟中受益匪浅。 Knill、Laflamme 和 Milburn (KLM) 证明后选择线性光学能够进行通用量子计算 [10]。此外,Aaronson 和 Arkhipov [11] 提出的玻色子采样也是证明量子器件计算优越性的有力候选者。玻色子采样问题被认为属于经典的难采样问题。受非相互作用玻色子系统计算能力的启发,提出了几种玻色子到量子比特编码 (B2QE) 协议,以使用数字量子计算机模拟玻色子问题 [12-18]。大多数研究直接使用 Fock 态的一元或二元量子比特表示作为量子比特编码协议,将玻色子产生和湮灭算子离散化。参考文献 [15] 提出了一种用于线性和非线性光学元件的数字量子模拟方法。参考文献[ 17 ] 基于文献 [ 19 ] 开发的玻色子-量子比特映射,使用 IBM Quantum 模拟了束分裂和压缩算子。所需资源(例如量子比特和门的数量)因编码协议而异。文献 [ 18 ] 比较了不同编码协议之间的资源效率。在本文中,我们结合 Shchesnovich [ 20 ] 分析的玻色子-费米子对应关系和费米子到量子比特编码 (F2QE) 协议 [ 21 , 22 ],提出了一种替代的多玻色子数字模拟方法。具体而言,我们的协议将玻色子态转换为具有内部自由度的费米子态,然后通过 F2QE 协议(Jordan-Wigner (JW) 变换)将其转换为量子比特态。在我们的模拟模型中,具有 M 个 N 量子比特束的量子电路可以模拟 M 模式下 N 个玻色子的数量守恒散射过程。我们的协议总结如图 1 所示。我们的协议最显著的优势是,它可以使用量子比特数的直接扩展来有效地模拟非理想的部分可区分玻色子,即具有内部自由度的玻色子。作为概念证明,我们使用我们的协议生成了 Hong-Ou-Mandel (HOM) 倾角 [ 23 ]。HOM 效应在光量子系统中非常重要,它为线性光量子计算系统中的逻辑门提供基本资源。参考文献 [ 24 ] 讨论了 HOM 效应与基于量子比特的 SWAP 测试之间的正式联系。为了模拟 HOM 倾角,我们需要一种方法来为光子添加内部自由度。在我们的例子中,通过将量子比特数增加两倍就可以轻松实现,这表明我们的协议适合模拟部分可区分的玻色子。我们使用 IBM Quantum 和 IonQ 云服务验证了电路的有效性。本文结构如下:第 2 部分介绍我们的数字玻色子模拟协议。在回顾了玻色子-费米子变换协议之后,我们展示了如何将此变换与 JW 变换相结合进行数字玻色子模拟。在第 3 部分中,我们将模型应用于 HOM 倾角实验。我们用一个八量子比特电路模拟双光子部分区分性。最后,第 4 部分总结我们目前的工作并讨论其未来可能的扩展。
我们提出了一个量子自测试协议来认证涉及马约拉纳费米子模式的费米子宇称测量。我们表明,观察到一组理想测量统计数据意味着实施的马约拉纳费米子宇称算子的反交换性,这是马约拉纳检测的必要先决条件。我们的协议对实验误差具有鲁棒性。我们获得了与误差呈线性关系的状态和测量算子的保真度下限。我们建议根据语境见证 W 来分析实验结果,对于任何经典数据概率模型,它都满足 ⟨ W ⟩≤ 3。不等式的违反证明了量子语境性,与最大理想值 ⟨ W ⟩ = 5 的接近程度表示对马约拉纳费米子检测的置信度。
摘要:无质性的手性激发可能是由fermion和轴弦之间的相互作用引起的,沿着弦传播并允许其超导。这些激发或零模式的特性决定了字符串如何与光相互作用,因此可以产生重要的现象学后果。在本文中,我们在通常的轴轴电动力学模型中为fermion添加了一个无处可变的狄拉克质量。我们发现,零模式表现出有趣的相结构,其中它们随着质量的增加而从字符串的核心中分离出来,直到其消失的临界值。我们从分析的角度研究了这种结构,并通过明确的数值解决方案以及通过异常流入论证来研究这种结构。最后,我们得出了零模式的二维有效理论及其与四维仪表场的相互作用,并显示了随着零模式的偏差,该有效理论如何分解。
我们考虑D -Wave全息超导体模型,并在度量标准上进行了完全反应,以解决文献中缺失的部分。我们通过将费米子光谱函数与动量依赖性顺序参数进行比较来识别GAP函数。通过在张量凝结物存在下对费米子光谱函数进行数值研究,我们发现了费米弧和间隙行为,与角度相似,它们与角度分辨的光发射光谱数据相似。此外,我们已经检查了耦合常数,化学电位和温度对光谱功能的影响。我们发现D -Wave Fermionic光谱函数可以通过P X和P Y冷凝物与两个Fermion风味结合在一起。同样,将D X 2 -Y 2和D XY轨道对称性与两个Fermion风味结合在一起,导致G波光谱函数。
可以观察到,通常,所有操作员的总衰减宽度都取决于m5χλ4i。如果深色效率很轻,特别是当mχ<λqcd时,上述衰减
第1课:介绍,基本原理和假设。简介和简短的历史笔记。经典微观描述。宏观描述和可观察物。合奏和liouville定理的概念。量子配方和量子Liouville的定理。统计物理学的假设。附录:不可逆性:时间的箭头。动力学系统和偏僻的理论。合奏的构造:Boltzmann的统计物理学。统计物理学以平衡为止。第2课:合奏理论。微型典型合奏和熵。规范合奏。分区功能。稳定性。大规范合奏。附录:经典限制的量子效应。第3课:波动,合奏的等效性和热力学极限。动机。能量的规范波动。粒子数量中的大规范波动。热力学极限。附录:大规范的能量波动。第4课:经典的理想系统。定义。玻尔兹曼天然气。玻尔兹曼气体的规范分区功能和热力学。分子结构:旋转,振动和电子自由度。附录:量子力学中的刚性转子。第5课:理想量子气的简介。简介。量子不可区分:玻色子和费米子。理想的量子系统。比热。理想量子气的状态方程。 弱退化的量子理想气体。 第6课:退化费米子系统。 退化理想的费米斯气体:费米能。 在低温下的状态方程。 相对论的退化费米亚气:白矮星的Chandrasekhar模型。 原子的统计模型:Thomas-Fermi模型。 完全退化相对论费米斯气体。 金属中的电子气体。 理想费米斯气体的有效性范围。理想量子气的状态方程。弱退化的量子理想气体。第6课:退化费米子系统。退化理想的费米斯气体:费米能。在低温下的状态方程。相对论的退化费米亚气:白矮星的Chandrasekhar模型。原子的统计模型:Thomas-Fermi模型。完全退化相对论费米斯气体。金属中的电子气体。。
在量子多体系统中,相互作用在信息扰乱的出现中起着至关重要的作用。当粒子在整个系统中相互作用时,它们之间的纠缠会导致量子信息快速而混乱地传播,通常通过海森堡图中算子尺寸的增长来探测。在这项研究中,我们探索当粒子仅通过一般空间维度中的单个杂质相互作用时,算子是否会发生扰乱,重点关注具有空间和时间随机跳跃的费米子系统。通过将算子的动力学与具有源项的对称排斥过程联系起来,我们证明了在调整三维费米子的相互作用强度时存在逃逸到扰乱的转变。作为比较,除非跳跃变得足够长距离,否则较低维度的系统已被证明会在任意弱的相互作用下扰乱。我们的预测通过每个站点具有单个马约拉纳费米子的布朗电路和具有较大局部希尔伯特空间维度的可解布朗 SYK 模型得到验证。这表明了具有空间和时间随机性的自由费米子系统的理论图像的普遍性。
利用 Lehmann-Symanzik-Zimmermann 约化公式,我们提出了一种新的通用框架,用于以完全非微扰的方式使用量子计算机计算量子场论中的散射振幅。在这个框架中,只需要构建零动量的单粒子状态,不需要入射粒子的波包。该框架能够结合束缚态的散射,非常适合涉及少量粒子的散射。我们预计该框架在应用于独有的强子散射时会具有特殊优势。作为概念证明,通过在经典硬件上进行模拟,我们证明了在单味 Gross-Neveu 模型中,从我们提出的量子算法中获得的费米子传播子、连通费米子四点函数和费米子-反费米子束缚态的传播子具有实现 Lehmann-Symanzik-Zimmermann 约化公式所必需的所需极点结构。