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一般散射过程的螺旋状态的量子断层扫描
量子断层扫描已成为计算物理学中量子系统密度矩阵 ρ 的必不可少的工具。最近，它作为测试高能粒子物理学中纠缠和违反贝尔不等式的基本步骤，变得越来越重要。在这项工作中，我们提出了重建一般散射过程的螺旋量子初始状态的理论框架。具体而言，我们对不可约张量算子 f TLM g 执行 ρ 的展开，并通过在适当选择的 Wigner D 矩阵权重下对最终粒子的角度分布数据进行平均来唯一计算相应的系数。此外，我们还提供了生产矩阵 Γ 的新广义和散射的归一化微分截面的显式角度依赖性。最后，我们使用 Weyl-Wigner-Moyal 形式从量子信息的角度重新推导了我们之前的所有结果，此外，我们还获得了 Wigner P 和 Q 符号的简单解析表达式。
通过学习Kraus操作员
我们通过使用KRAUS操作员学习过程表示，对离散和连续变量量子系统执行量子过程断层扫描（QPT）。Kraus形式确保重建过程是完全积极的。为了使过程跟踪保留，我们在优化过程中使用了所谓的Stiefel歧管上使用受约束的梯度 - 偏生（GD）方法，以获取Kraus oberators。我们的Ansatz使用几个Kraus操作员来避免直接估计大型过程矩阵，例如Choi矩阵，用于低级量子过程。GD-QPT匹配压缩 - 感应（CS）的性能和预测的最小二乘（PLS）QPT的基准测试中，具有两倍的随机过程，但是通过结合这两种方法的最佳功能来发光。类似于CS（但与PLS不同），GD-QPT可以仅从少量随机测量中重建一个过程，并且类似于PLS（但与CS不同），它也适用于更大的系统尺寸，最多可至少五个Qubits。我们设想，GD-QPT的数据驱动方法可以成为一种实用工具，可大大降低中等规模量子系统中QPT的成本和计算工作。
射线成像和断层扫描闪烁体的需求、趋势和进展
摘要 —闪烁体是射线成像和断层扫描 (RadIT) 的重要材料，当使用电离辐射（例如 X 射线、高能带电粒子或中子）来揭示物质的光学不透明内部结构时。自从伦琴发现和发明以来，RadIT 现已有多种形式或模式，例如相位衬度 X 射线成像、相干 X 射线衍射成像、1 MeV 以上的高能 X 射线和 γ − 射线射线照相术、X 射线计算机断层扫描 (CT)、质子成像和断层扫描 (IT)、中子 IT、正电子发射断层扫描 (PET)、高能电子射线照相术、μ 子断层扫描等。高空间、时间分辨率、高灵敏度和辐射硬度等是 RadIT 性能的常见指标，除闪烁体外，粒子源（尤其是高亮度加速器和高功率激光器）、光电探测器（尤其是互补金属氧化物半导体 (CMOS) 像素化传感器阵列）以及最近的数据科学的进步也使这些指标得以实现。医学成像、无损检测、核安全和保障措施是 RadIT 的传统应用。快速增长或新兴的应用示例包括太空、增材制造 (AM)、机器视觉和虚拟现实或“元宇宙”。根据 RadIT 指标讨论了闪烁体指标，例如光产量、衰减时间和辐射硬度。SCINT22 会议期间展示了 160 多种闪烁体和应用。一些新的趋势包括无机和有机闪烁体复合材料或异质结构、钙钛矿和单晶微米厚薄膜的液相合成、最近使用多物理模型和数据科学来指导闪烁体的开发和发现、结构创新，如光子晶体、纳米闪烁体，
实时量子态层析成像的在线优化算法
摘要 考虑到连续弱测量过程中测量噪声的存在，建立了在线量子态层析成像（QST）的优化问题并给出了相应的约束条件。基于在线交替方向乘子法（OADM）和连续弱测量（CWM），设计并推导了一种在线 QST 算法（QST-OADM）。具体来说，将在线 QST 问题分解为量子态和测量噪声两个子问题。所提算法采用自适应学习率，将计算复杂度降低至 O(d3)，为实时量子态层析成像提供更高效的机制。与现有的大多数基于 CWM 的在线 QST 算法相比，所提 QST-OADM 每次采样时都可以精确地求解两个子问题，而现有的 QST 算法在每次估计时都需要进行耗时的迭代。对 1、2、3 和 4 量子比特系统的在线 QST 的数值实验证明了所提算法的有效性。
通过时间对自旋玻璃进行量子过程断层扫描......
在表征量子系统时，量子过程层析成像 (QPT) 是标准基元。但由于量子系统的高度复杂性和维数灾难，QPT 在处理大量量子比特时变得不切实际。另一方面，将 QPT 与机器学习相结合在最近的研究中取得了巨大的成功。在本文中，我们探索了将 QPT 与机器学习和参数化量子电路相结合的机会，以重建自旋玻璃的汉密尔顿量。这产生了一个相当简单和直接的算法。为此，首先推导出必要的量子电路。借助此，重建了 Ising 自旋的汉密尔顿量。最后，我们切换到与 Ising 自旋没有太大区别的自旋玻璃，并在此执行相同的操作。从此，系统随后通过获得的汉密尔顿量完全表征。这些方法适用于高达 12 个量子比特的系统大小，但也可以采用更多的量子比特。使用伊辛模型和自旋玻璃的模拟数据，重建结果达到高保真度值，展示并强调了所提出算法的效率。
近期量子设备上的维格纳态和过程断层扫描
摘要 我们提出了一种用于近期量子设备的基于扫描的实验断层扫描方法。该方法的基础方法之前已在基于集合的 NMR 设置中引入。在这里，我们提供了教程式的解释以及合适的软件工具，以指导实验人员将其适应近期的纯态量子设备。该方法基于量子态和算子的 Wigner 型表示。这些表示使用由球谐函数的线性组合组装而成的形状提供了量子算子的丰富可视化。这些形状（以下称为液滴）可以通过测量旋转轴张量算子的期望值进行实验断层扫描。我们提出了一个用于实现基于扫描的断层扫描技术的实验框架，用于基于电路的量子计算机，并展示了 IBM 量子经验的结果。我们还提出了一种从实验断层扫描的 Wigner 函数（液滴）估计密度和过程矩阵的方法。可以使用基于 Python 的软件包 DROPStomo 直接实现此断层扫描方法。
分析通过计算机断层扫描的聚合物混合物中的混合质量
如今，材料必须满足高机械要求，同时在生产中具有成本效益。在塑料行业中，这是由所谓的聚合物混合物实现的，这是至少两个具有不同特性的聚合物的混合物。结果是低成本，同时为各自的应用量身定制材料。确保良好的机械性能，均匀的熔体，即必须在异质混合物中实现不同组分的均匀分散和分布。因此，塑料处理中的混合过程非常重要。但是，为了评估混合过程，必须以合适的方式进行测量，才能根据材料和过程属性进行透彻了解混合过程。这是设计新的混合元件并确保在处理过程中均匀融化的唯一方法，从而提供具有高机械要求的新材料。一种潜在的工具，不仅在定性上，而且在定量上，计算机断层扫描可能是一项有用的技术。但是，由于化学相似的聚合物结构，由一些光元素（C，H，N，O等组成。），不同塑料化合物的X射线衰减特性几乎相同，这就是为什么通过计算机断层扫描进行分析的原因。在这项工作中，通过使用异源聚丙烯（PP） - 聚苯乙烯（PS）混合来研究两种不同的方法来解决此问题。首先，使用氯仿将PS从PP中溶解，其次，将硫酸盐和硫酸钡颗粒添加到PS中，然后将其与PP混合。以这种方式，可以利用微型层析成像分析两个混合组分的体积分布，并可以量化混合物质量。
用量子网络层析成像的量子翻转恒星的表征
摘要 - 由于量子信息对噪声的敏感性信息如何，量子信息系统的实验实现将很困难。克服这种灵敏度对于设计能够在大距离内可靠地传输量子信息的量子网络至关重要。此外，表征量子网络中通信噪声的能力对于开发能够克服量子网络中噪声影响的网络协议至关重要。在这种情况下，量子网络断层扫描是指通过端到端测量在量子网络中的表征。在这项工作中，我们提出了由由单个非平凡的Pauli操作员进行的量子通道形成的量子星网网络的网络层析成像协议。我们的结果进一步进一步，通过引入分别设计状态分布和测量值的层析成像协议，进一步量子翼型星网络的端到端表征。我们基于先前定义的量子网络层析成像协议，并为恒星中的位叉概率独特表征提供了新的方法。我们基于量子Fisher信息矩阵引入了理论基准，以比较量子网络协议的效率。我们将技术应用于提出的协议，并对量子网络层析成像的纠缠潜在好处进行初步分析。此外，我们使用NetSquid模拟协议，以评估特定参数制度获得的估计量的收敛性。我们的发现表明，协议的效率取决于参数值，并激励搜索自适应量子网络层析成像协议。
光学显微镜和活性受试者的癌症相干断层扫描
内部显微镜（IVM）和光学相干性断层扫描（OCT）是两个强大的光学成像工具，可在具有亚细胞分辨率的生活受试者中可视化动态生物学活动。在广泛的临床前和临床癌症成像中，标记和无标签技术的最新进展增强了IVM和OCT，从而对肿瘤的复杂生理，细胞和分子行为提供了深刻的见解。临床前IVM和OCT阐明了许多原本难以理解的癌症生物学方面，而IVM和OCT的临床疗法正在彻底改变癌症的诊断和疗法。我们回顾了IVM领域和OCT的重要进展，用于癌症成像，以强调关键的技术发展及其在基本癌症生物学研究和临床肿瘤学研究中的新兴技术。
利用量子网络层析成像技术表征量子翻转星
摘要 — 由于量子信息对噪声非常敏感，因此量子信息系统的实验实现将非常困难。克服这种敏感性对于设计能够可靠地在远距离传输量子信息的量子网络至关重要。此外，表征量子网络中通信噪声的能力对于开发能够克服量子网络噪声影响的网络协议至关重要。在这种情况下，量子网络断层扫描是指通过端到端测量来表征量子网络中的信道噪声。在这项工作中，我们提出了由单个非平凡泡利算子表征的量子信道形成的量子星型网络的网络断层扫描协议。我们的结果通过引入状态分布和测量分别设计的断层扫描协议，进一步提高了量子位翻转星型网络的端到端表征。我们以先前提出的量子网络断层扫描协议为基础，并提供了用于独特表征星型中位翻转概率的新方法。我们引入了一个基于量子费舍尔信息矩阵的理论基准来比较量子网络协议的效率。我们将我们的技术应用于所提出的协议，并对纠缠对量子网络断层扫描的潜在好处进行了初步分析。此外，我们使用 NetSquid 模拟所提出的协议，以评估针对特定参数范围获得的估计器的收敛特性。我们的研究结果表明，协议的效率取决于参数值，并激发了对自适应量子网络断层扫描协议的搜索。