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基于场论的相对论量子信息
1. 简介 量子信息论 (QIT) 是经典信息论的量子扩展。它为量子计算、量子通信、量子计量等领域发现了新的强大的信息资源。尽管量子信息技术的应用领域很广，但我们对 QIT 的理解远远落后于完全发展的自然量子理论，即量子场论 (QFT)。QFT 已在从粒子核物理到原子、光学和凝聚态物理、从夸克和核子到黑洞和早期宇宙等所有物理科学领域证明了其有效性和价值。到目前为止，量子信息论主要是在非相对论量子力学的背景下发展起来的，而非相对论量子力学只是成熟 QFT 的一小部分。当需要考虑局部性、因果关系和时空协方差等基本相对论效应时，它显然是不够的。认识到这些相对论效应的重要性，并寻求理解它们在量子信息中发挥的重要作用，开创了相对论量子信息（RQI）这一新兴领域[2]。
迈向基于现场理论的相对论量子信息
1。简介量子信息理论（QIT）是经典信息理论的量子扩展。它已经确定了用于量子计算，量子通信，量子计量学等的新的强大信息资源。尽管量子信息技术的适用性具有广泛的领域，但我们对QIT的理解远远落后于完全开发的自然量子理论，即量子领域理论（QFT）。QFT已证明其有效性和价值在从粒子 - 核物理学到原子，光学和冷凝物理学的全部物理科学中，从夸克和核子到黑洞以及早期宇宙。到目前为止，量子信息理论在非相关量子力学的背景下已大大发展，这是完整QFT的一个小角落。当需要考虑到诸如区域，因果关系和时空协方差之类的基本相对论效应时，这表面上是不足的。认识到这些相对论效应的重要性，并试图理解它们在相对论量子信息（RQI）出现的量子信息中所起的基本作用[2]。
量子傅里叶变换是用于创建纠缠的基础
Jean-Baptiste Joseph Fourier (Auxerre, France, 21 March 1768, Paris, 16 May 1830) was a French mathematician and physicist, a disciple of Joseph-Louis Lagrange (Turin, Italy, 25 January 1736, Paris, 10 April 1813), known for his work on the decomposition of periodic functions into convergent trigonometric series called Fourier series, a method with which he设法解决了热方程。在他去世后，他的工作对他的工作的预测在诸如电力，光学，电子设备等等多样化的领域，在创建著名的离散傅立叶变换1，快速傅立叶变换2和量子傅立叶变换3（qft）中，在二十世纪创建了一个量子，该量子始终是量子的量子，该量子始终是量子的4. 5，或Qudit Systems 6中的相位估计以及D级量子系统中的QFT存在7。另一方面，纠缠8-10，艾伯特·爱因斯坦（Albert Einstein），鲍里斯·波多尔斯基（Boris Podolsky）和内森·罗森（Nathan Rosen）在其如此著名的1935年论文第11页中被量子计算4和量子通信的基石12，尤其是量子通信的基石，尤其是在量子传递14，量子量的14，量子交流中，量子14，量子交流14，量子量14，量子量14，量子量14，量子，量子14，量子分配14，量子分配，量子，量子14，量子，Quantum key key 14，量子，量，量子，量子。对未来的量子互联网18-22的明显承诺。两个实体的结合，即QFT是由一个重要的量子操作家族构成的。qft和纠缠似乎一开始似乎很奇怪，至少在这项工作中呈现的方式中，第一个成为创建第二个的基础元素，但是，将介绍的方法将允许访问纠缠的隐藏面孔，即光谱。n -qubit qft从输入态或Qubit字符串x = x 1…xn⟩到输出状态或量子字符串y⟩= y 1…yn⟩在计算基础上23如下：
课程大纲 2021 PHYS4143 当代主题...
量子场论是理论物理学许多分支的重要工具。在基础物理学中，量子场论框架结合了狭义相对论和量子力学，以解释物质的亚原子结构和早期宇宙的物理学。在凝聚态物理学中，它提供了多体系统的量子描述。量子场论的第一门课程包括经典场论的介绍、欧拉-拉格朗日方程和诺特定理、狄拉克和克莱因-戈登方程、自由标量、矢量和旋量场的量化；以及从协变微扰理论、S 矩阵和费曼图中选取的一系列主题；量子电动力学中基本过程的计算；相变的场论方法；经典临界性的降维；低维系统中的临界指标；非线性 sigma 模型和拓扑解。
量子场理论I - 118132（Shlomo S. Razamat）。
•目标： - 本课程的主要目标是介绍（扰动）量子场理论的一般技术。我们将详细讨论如何在QFT中使用各种类型的字段和交互作用进行计算。为此，重新归一化的想法将是至关重要的。最后，我们将应用一般思想，并详细讨论量子电动力学。
全息超导体对超流体密度的临界温度和无序的依赖性
量子纠缠是一种以距离分离的量子状态之间非局部相关性为特征的现代物理学中的基本现象，它不仅在量子信息理论中，而且在高能量物理学，凝结物质理论和重力理论中都引起了广泛的关注。在量子场理论（QFT）中，量子纠缠的各种度量已被证明是表征和分类物质不同阶段的必不可少的工具，尤其是托管阶段[1,2]，同时还捕获关键系统中的普遍缩放行为[3-6]。此外，量子纠缠通过全息原理[7,8]发现了与引力物理学的意外联系，从而对时空的复杂结构产生了新的视角，包括那些管理黑洞物理学的那些，以及QFT的非扰动方面。（有关评论，请参见[9-13]。）纠缠r´enyi熵（ERE）是量化量子系统不同部分之间共享的量子纠缠量的主要度量之一。它们是对
量子引力理论探索中对奇点的四种态度
奇点在基础物理学的最佳理论中占有重要地位：量子场论（QFT）是粒子物理学标准模型的框架，描述了所有基本粒子和力，而广义相对论（GR）将引力描述为时空的曲率。这些奇点有多种类型，引发了人们对它们对这些理论的地位和未来理论发展所暗示的不同诊断。然而，至少其中一些被标准解释为促使人们寻找一种更基本的理论：量子引力（QG）。此外，这些奇点在广义相对论和量子场论中的出现通常被认为表明了量子引力的某些特征，这些特征将使非基础理论中的奇点不再成为问题；也就是说，人们期望新理论将解决或消除特定的奇点，并解释它们在当前理论中的出现。因此，奇点通常不仅被视为寻找新理论的动机，而且还为该理论的形式提供了宝贵的见解。鉴于缺乏可用于辅助其发展的经验动机、指导原则和约束，这一点对于寻找量子引力场至关重要。鉴于奇点的重要性和潜在价值，值得更彻底地研究奇点在广义相对论和量子场论中的意义，以了解它们对寻找量子引力场有何启示。特别有趣的是，对比这些理论对不同奇点的不同态度，并探究对量子引力场的推测含义是否有充分的动机。这是本文的目的。我们首先考虑广义相对论中的两种时空奇点：测地线不完备性（§2.1）和曲率奇点（§2.2）。关于广义相对论中这些奇点的意义，物理学界和哲学界的主流态度已经存在分歧。在物理学中，时空奇点通常被认为代表广义相对论的“崩溃”，因而指出需要量子广义相对论。我们在哲学中发现了相反的态度，因为一些著名文献试图明确广义相对论“崩溃”的意义，却找不到任何可以指责该理论不完备的答案。我们概述了一些论据，说明为什么每一种类型的奇点都可能被认为是有问题的，从而需要加以解决。特别是，§2.3 提出了一个论据，说明曲率奇点如何可能被认为是广义相对论“崩溃”的信号，我们认为这在哲学文献中一直被低估了。然后，我们考虑 QFT 中的两种奇点：紫外发散，通常被认为源于使用微扰理论（§3.1）；以及朗道极点，紫外发散，通常被认为不是源于使用微扰理论（§3.2）。接下来（§3.3），我们考虑在量子场论的框架下以微扰方式处理广义相对论中的发散（即与爱因斯坦-希尔伯特作用的不可重正化相关的发散），以及渐近安全场景提出的潜在解决方案。在§3.4中，我们发现了对量子场论奇点的四种可能立场。这四种立场是当前理论中对奇点的四种更一般态度的案例。在§4中，我们概述了对奇点的四种态度，这主要基于对物理学文献的调查。虽然似乎普遍一致认为至少一些奇点必须或将会被重正化，但这并不意味着我们对奇点的态度是绝对的。
量子能量隐形传态中量子关联的稳健性
在本文中，我们探索了不同量子场论 (QFT) 中的反馈控制协议，以研究量子系统非幺正演化中的量子关联。传统的 QFT 研究侧重于幺正演化下纯态的量子纠缠，然而，我们使用量子能量隐形传态 (QET)（一种利用基态纠缠的能量传输协议）来研究混合态中的量子关联，并引入量子不和谐作为度量。QET 涉及中间电路测量，这会破坏纯态纠缠。尽管如此，我们的分析表明，量子不和谐在整个 QET 过程中保持关联。我们使用包括 Nambu-Jona-Lasinio (NJL) 模型在内的基准模型进行了数值分析，揭示了量子不和谐始终充当相变的序参数。该模型被扩展为同时具有手性化学势和化学势，这对于研究模拟与手性密度算子耦合的左夸克和右夸克之间的手性不平衡的相结构很有用。在我们研究的所有情况下，量子不和谐都表现为相变的序参数。
![arXiv:2007.00662v1 [quant-ph] 2020 年 7 月 1 日](/simg/g:\will\search\icon\source\d\d4e7a9a9d6636642582d721b59236a63b0b92787.webp)
arXiv:2007.00662v1 [quant-ph] 2020 年 7 月 1 日
量子计算的标准电路模型假定能够直接在任意一对量子比特之间执行门操作，但这对于大规模实验来说不太实用。强度在距离 r 处衰减为 1/r α 的幂律相互作用提供了一种可通过实验实现的信息处理资源，同时仍保留了长距离连接。我们利用这些相互作用的力量来实现一个具有任意数量目标的快速量子扇出门。对于 α ≤ D 的相互作用，我们的实现允许在与量子比特数成对数的时间内在 D 维格子上执行量子傅里叶变换 (QFT) 和 Shor 算法。作为推论，我们表明，在因式分解是经典难解的标准假设下，即使在短时间内，α ≤ D 的幂律系统也难以进行经典模拟。作为补充，我们开发了一种新技术，可以给出在受线性光锥约束的系统中实现 QFT 和扇出门所需的时间的一般下限，该下限与系统大小成线性关系。这使我们能够证明长距离系统的下限比以前可用的技术更接近。
无偏量子相位估计
早期的量子算法主要基于两种算法，Grover 搜索算法 [1] 和量子傅里叶变换 (QFT) [2, 3]。量子相位估计算法 (PEA) [2] 是 QFT 最重要的应用之一，也是许多其他量子算法的关键，例如量子计数算法 [4] 和 Shor 整数分解算法 [3]。基于 PEA 的寻序子过程被认为是 Shor 算法指数级加速的源泉。虽然 PEA 是在 20 多年前提出的，但它仍然是近年来的研究热点 [5, 6, 7]。相位估计还引发了一个更广泛的主题，即幅度估计 [8, 9, 10, 11, 12, 13]，包括最大似然幅度估计 [10]、迭代幅度估计 [12] 和变分幅度估计 [13]。此外，迭代相位估计算法 (IPEA) [14, 15, 16] 是 PEA 的一种更适合 NISQ (噪声-中间尺度量子) 的变体。在一定的 ϕ 选择策略下，IPEA 与 PEA [14] 完全相同，因此本文不再赘述。相位估计和振幅估计在量子化学 [17, 18, 19] 和机器学习 [20, 21] 等众多领域都有广泛的应用。给定一个执行幺正变换 U 的量子电路，以及一个本征态 | ψ ⟩