考虑通过使用扩大的量子系统实现的非热系统,我们确定了从量子信息的角度来确定非热传感器敏感性的基本限制。我们证明,由于有关参数的量子信息的不变性,因此非弱点传感器在敏感性的性能方面并不优于其Hermitian对应物(直接与参数)。通过审查使用完整量子系统实施的两个具体的非热感应提案,我们证明了这些传感器的敏感性与我们的预测一致。我们的理论提供了一个综合且与模型的框架,以理解非速度量子传感器的基本限制,并在非炎症物理学和量子计量学之间建立了桥梁。
单元2:牛顿的古典力学法律;相空间动力学,稳定性分析;中央力量运动;两体碰撞,散射在实验室和质量框架中;刚体动力学,惯性张量的力矩,非惯性框架和伪型;变分原理,拉格朗日和哈密顿的形式主义和运动方程;泊松支架和规范转换;对称,不变性和保护法,环状坐标;周期性运动,小振荡和正常模式;相对论,洛伦兹转化,相对论运动学和质量能量等效的特殊理论。单元3:电磁理论静电:高斯定律及其应用;拉普拉斯和泊松方程,边界价值问题;磁静态:生物武器定律,安培定理,电磁诱导;麦克斯韦(Maxwell)的方程式和线性各向同性介质中的方程式;界面的字段上的边界条件;标量和矢量电势;仪表不变性;自由空间,介电和导体中的电磁波;反射和折射,极化,菲涅尔定律,干扰,连贯性和衍射;等离子体的分散关系; Maxwell方程的Loentz不变性;传输线和波导指南;带电颗粒在静态和均匀电磁场中的动力学;移动电荷,偶极子和智障电位的辐射。单元4:量子力学波粒对偶性;坐标和动量表示中的波函数;换向者和海森堡的不确定性原则;矩阵表示;狄拉克的胸罩和样式法; Schroedinger方程(时间依赖性和时间无关);特征值问题,例如粒子中的盒子,谐波振荡器等。;穿过障碍;运动中心的运动;轨道角动量,角动量代数,自旋;添加角动量;氢原子,自旋 - 轨道耦合,精细结构;时间独立的扰动理论和应用;变分方法; WKB近似;时间依赖的扰动理论和费米的黄金法则;选择规则;半古典辐射理论;散射,相移,部分波,天生近似的基本理论;相同的粒子,保利的排除原理,自旋统计量连接;相对论量子力学:klein gordon和dirac方程。单元5:热力学及其后果的热力学和统计物理定律;热力学潜力,麦克斯韦关系;化学潜力,平衡;相空间,微染色;微型典型,规范和宏大的合奏和分区功能;自由能和热力学量的连接;一阶相变;经典和量子统计,理想的费米和玻色气体;详细的平衡原则;黑体辐射和普朗克的分销法; Bose-Einstein凝结;随机步行和布朗运动;介绍非平衡过程;扩散方程。单元6:电子设备半导体设备物理,包括二极管,连接,晶体管,现场效应设备,HOMO和HETEROJUNTICT设备,设备结构,设备特性,频率依赖性和应用;光电设备,包括太阳能电池,光电探测器和LED;高频设备,包括
单元2:牛顿的古典力学法律;相空间动力学,稳定性分析;中央力量运动;两体碰撞,散射在实验室和质量框架中;刚体动力学,惯性张量的力矩,非惯性框架和伪型;变分原理,拉格朗日和哈密顿的形式主义和运动方程;泊松支架和规范转换;对称,不变性和保护法,环状坐标;周期性运动,小振荡和正常模式;相对论,洛伦兹转化,相对论运动学和质量能量等效的特殊理论。单元3:电磁理论静电:高斯定律及其应用;拉普拉斯和泊松方程,边界价值问题;磁静态:生物武器定律,安培定理,电磁诱导;麦克斯韦(Maxwell)的方程式和线性各向同性介质中的方程式;界面的字段上的边界条件;标量和矢量电势;仪表不变性;自由空间,介电和导体中的电磁波;反射和折射,极化,菲涅尔定律,干扰,连贯性和衍射;等离子体的分散关系; Maxwell方程的Loentz不变性;传输线和波导指南;带电颗粒在静态和均匀电磁场中的动力学;移动电荷,偶极子和智障电位的辐射。单元4:量子力学波粒对偶性;坐标和动量表示中的波函数;换向者和海森堡的不确定性原则;矩阵表示;狄拉克的胸罩和样式法; Schroedinger方程(时间依赖性和时间无关);特征值问题,例如粒子中的盒子,谐波振荡器等。;穿过障碍;运动中心的运动;轨道角动量,角动量代数,自旋;添加角动量;氢原子,自旋 - 轨道耦合,精细结构;时间独立的扰动理论和应用;变分方法; WKB近似;时间依赖的扰动理论和费米的黄金法则;选择规则;半古典辐射理论;散射,相移,部分波,天生近似的基本理论;相同的粒子,保利的排除原理,自旋统计量连接;相对论量子力学:klein gordon和dirac方程。单元5:热力学及其后果的热力学和统计物理定律;热力学潜力,麦克斯韦关系;化学潜力,平衡;相空间,微染色;微型典型,规范和宏大的合奏和分区功能;自由能和热力学量的连接;一阶和二阶过渡;经典和量子统计,理想的费米和玻色气体;详细的平衡原则;黑体辐射和普朗克的分销法; Bose-Einstein凝结;随机步行和布朗运动;介绍非平衡过程;扩散方程。单元6:电子设备半导体设备物理,包括二极管,连接,晶体管,现场效应设备,HOMO和HETEROJUNTICT设备,设备结构,设备特性,频率依赖性和应用;光电设备,包括太阳能电池,光电探测器和LED;高频设备,包括
在本章中,我们将得出围绕固定和球体对称质量分布(如星星或行星)的重力场的形式。可以预期,质量分布的对称性将延续到重力场,因此在我们转向爱因斯坦田间方程(EFES)之前,我们要做的第一件事就是利用这些对称性来降低度量公制的自由度。实际上,我们会发现度量张量只能由单个变量的2个函数完全确定。只有这样,我们才会使用EFE来确定这两个函数的形式。施加的相关对称性是静态性,本质上是时间不变性和球形对称性,在一般相对论环境中需要特别仔细的治疗。
第一步,将有关角轨道动量绝热不变性的埃伦费斯特推理应用于氢原子中的电子运动。结果表明,从氢原子中考察的轨道角动量可以推导出从量子能级 1 n + 到能级 n 的能量发射时间。发现这个时间恰好等于焦耳-楞次定律规定的电子在能级 1 n + 和 n 之间跃迁的时间间隔。下一步,将输入量子系统的机械参数应用于计算电子跃迁特征时间间隔。这涉及氢原子中的相邻能级以及受恒定磁场作用的电子气中的朗道能级。
这些笔记是关于凝聚态对称性的方面,包括广义对称性和突发对称性。首先,我回顾了朗道范式在理解物质相方面的一些明显例外,即拓扑相。然后,我描述了物质相的广义对称性视角,将朗道范式推广到包含这些例外。关键因素是广义对称性和异常。然后,我讨论了一种更为严谨的物质状态视角,称为纠缠引导,它从单个波函数开始。我使用这个视角来理解相关物质状态的广义对称性。然后,我讨论了将这个视角扩展到共形场论基态,从中我们可以理解从单个量子态中出现共形不变性。
在接下来的几周里,我们将要学习的大部分内容将归结为对爱因斯坦假设的后果的详细研究,即所有观察者都测量出光速为 c 。因此,光速是一个不变量——对于所有观察者、所有参考系来说,它都是相同的。希望您在本学期的课程中能够意识到,不变量非常有用:我们可以利用它们对于所有观察者都相同的事实来促进我们想要执行的许多分析。光速的不变性告诉我们,光在单位时间内传播的距离对于所有观察者来说都是相同的。在伽利略变换中,我们看到位移,以及事件之间的距离,会根据帧而变化。因此,速度(单位时间的距离)也必须变化。因此,伽利略变换与光速对于所有观察者都相同的观点不一致:必须对其进行修正。如果位移随观察者的坐标系而变化,而某物的速度不变,那么我们必须发现时间间隔随坐标系而变化。只有允许时间间隔随坐标系而变化,速度(单位时间间隔的位移间隔)才能保持不变。但值得注意的是,伽利略变换在许多情况下都非常有效,因此它近似正确。我们的“广义”变换定律必须在某些适当的极限下与伽利略定律一致。另外:光速的不变性也意味着它可以作为计量标准的一个很好的基础。这就是为什么我们取 c 正好是 2.99792458 × 108 米/秒。然后我们将米确定为光在 1/(2.99792458 × 108)秒内传播的距离。原子物理学技术教会我们如何非常精确地测量时间间隔,因此这是一种利用仪表来充分利用我们最擅长的测量方法。
使用一个充分理解的量子系统模拟另一个不太了解的量子系统的想法具有悠久的历史[1]。随着量子信息技术的最新发展,它吸引了许多研究领域。在核和粒子物理学区域,量子模拟吸引了显着但仍在增长的研究兴趣[2-42],因为它的潜力避免了符号问题,从而阻碍了传统的数值方法来计算构成标准模型基础的规范理论的实时动力学。仪表理论是相对论量子场理论在局部量规传输下不变的。局部规格不变性在近期量子计算机上有效,准确地模拟量规理论带来了许多挑战。在许多哈密顿的晶格仪理论中,例如Kogut-susskind Hamiltonian [43],量子链接模型[44,45]和循环 - 弦乐 - 哈德隆公式[46 - 48],相互作用是局部的,并非所有与物理状态相对应的局部自由度。只有满足当地仪表不变性(高斯定律)的状态是物理的。结果,量子硬件中的噪声或量子算法所构图(例如Trotterterization误差)可能会导致模拟中的非物理结果。许多通用误差缓解技术,例如零噪声CNOT外推[49 - 51]不足以完全恢复物理结果,因为算法的门忠诚度和系统误差有限[10]。有许多研究试图解决这个问题,例如整合了高斯定律(例如,参见参考文献[52,53]),添加了违反规格的惩罚项[54 - 61],使用动态驱动器和量子控制的不同规格选择(所谓的“ dy-Namical Declopling” [62]),使用对称性保护[63]和命中后[64],以及
已知随机纯状态的子系统的典型纠缠熵是(几乎)最大的,而最近已证明随机高斯纯状态的典型纠缠熵在定性上具有不同的行为,其体积定律的系数取决于系统的分数,该行为被追溯到[1]。我们回顾了证据表明,量子 - 偶然汉密尔顿人的特征状态的典型纠缠熵反映了随机纯净状态的行为[2],而可综合的汉密尔顿人的行为反映了随机高斯纯状态的行为[3]。基于这些结果,我们猜测,哈密顿特征态的典型纠缠熵可以用作量子混乱和整合性的诊断[3]。我们讨论了由于保护定律而出现的微妙之处,例如颗粒数保护[1,2]以及晶格翻译不变性[4]。