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广义量子资源理论第一定律
我们将量子资源理论的工具扩展到存在多个量（或资源）的场景，它们的相互作用决定了物理系统的演化。我们推导出这些资源相互转化的条件，这些条件概括了热力学第一定律。我们研究了多资源理论的可逆性条件，发现与理论不变集的相对熵距离在资源的量化中起着根本性的作用。一般多资源理论的第一定律是一个单一关系，它将状态转换过程中系统属性的变化与交换资源的加权和联系起来。事实上，这个定律可以被看作是将不同状态集的相对熵的变化联系起来。与典型的单一资源理论相比，自由状态和不变状态集的概念在多重约束的情况下变得截然不同。此外，亥姆霍兹自由能、绝热和等温变换的推广也应运而生。因此，我们有了一套通用量子资源理论定律，这些定律概括了热力学定律。我们首先在具有多个守恒定律的热力学上测试这种方法，然后将其应用于能量限制下的局部操作理论。
通过广义量子 Stein 引理实现相互作用量子自旋系统热操作的渐近可逆性
对于具有局部平移不变哈密顿量的任意空间维度的量子自旋系统，我们证明，如果状态是平移不变和空间遍历的，则通过热力学可行的一类量子动力学（称为热操作）从一个量子态到另一个量子态的渐近状态转换完全可以用 Kullback-Leibler (KL) 发散率来表征。我们的证明由两部分组成，用量子信息论的一个分支资源理论来表述。首先，我们证明，任何状态，对于这些状态，最小和最大 Rényi 发散度近似地坍缩为一个值，都可以在小的量子相干源的帮助下通过热操作近似可逆地相互转换。其次，我们证明，对于任何平移不变的遍历状态，这些发散度渐近地坍缩为 KL 发散率。我们通过对量子 Stein 引理的推广来证明这一点，该引理适用于独立同分布 (iid) 情况以外的量子假设检验。我们的结果表明，KL 发散率可作为热力学势，在热力学极限下，包括非平衡和完全量子情况，提供量子多体系统遍历态热力学可转换性的完整表征。
通过凸优化定义量子发散
我们引入了一个新的量子 R'enyi 散度 D # α，其中 α ∈ (1 , ∞ ) 以凸优化程序定义。此散度具有多种理想的计算和操作特性，例如状态和通道的高效半正定规划表示，以及链式法则特性。这种新散度的一个重要特性是它的正则化等于夹层（也称为最小）量子 R'enyi 散度。这使我们能够证明几个结果。首先，我们使用它来获得当 α > 1 时量子通道之间正则化夹层 α -R'enyi 散度的上界的收敛层次。其次，它使我们能够证明当 α > 1 时夹层 α -R'enyi 散度的链式法则特性，我们用它来表征通道鉴别的强逆指数。最后，它使我们能够获得量子通道容量的改进界限。
GAO-25-107703，网络安全的未来：需要领导力来全面定义量子威胁缓解策略
• 目的、范围和方法。描述制定战略的原因、覆盖范围以及制定战略的过程。 • 问题定义和风险评估。确定战略针对的国家问题和威胁，并分析关键资产和运营面临的威胁和脆弱性。 • 目标、活动、里程碑和绩效衡量标准。定义目标，确定战略要实现的目标，以及实现这些结果的活动，以及衡量结果的优先事项、里程碑和绩效衡量标准。 • 资源、投资和风险管理。总结战略实施的成本、所需资源和投资的来源和类型，以及在平衡风险降低和成本的情况下，应将资源和投资瞄准哪些地方。 • 组织角色、职责和协调。描述谁将实施战略，他们的角色与其他人相比有何不同，以及他们协调工作的机制。 • 实施和整合。说明如何实施国家战略以及该文件与其他战略的目标、目的和活动（包括国际战略）的关系。
定义量子优势，构建可持续的 MVP 来提供量子计算服务
量子计算 (QC) 被誉为计算机的未来。在谷歌于 2019 年宣布实现量子霸权后，一些团体对这一说法提出了质疑。一些 QC 专家认为，不受约束的 QC 可能会在未来导致当前的加密网络安全基础设施崩溃，从而带来灾难性的风险。这些预测只有在 QC 在未来具有商业可行性和可持续性时才有意义。没有任何技术是通往灾难的单程票，该技术的优越性定义也不是。如果存在灾难性风险，除非有安全保障措施，否则大规模 QC 永远无法作为最小可行产品 (MVP) 进入公共领域。这些保障措施显然应该成为其优于传统系统的不可或缺的一部分。NIST（美国国家标准与技术研究所）正在推行后量子密码学 (PQC) 的标准化作为该保障措施。然而，由于所有 82 个候选 PQC 均失败，并且已有公司提供 QC 服务，因此迫切需要采取替代策略来缓解即将到来的 Q 日威胁并使 QC 可持续。我们的研究提出了一种新颖的加密无关网络安全方法来保护 QC。它阐明了 MVP 的全面定义，该定义可能为定义相对于传统计算的商业上可行的量子优势设定可持续的黄金标准。
使用广义量子主方程在 NISQ 计算机上模拟开放量子系统动力学
摘要：我们提出了一种基于广义量子主方程 (GQME) 方法的量子算法，用于在嘈杂的中型量子 (NISQ) 计算机上模拟开放量子系统动力学。该方法通过为任何简化密度矩阵元素子集提供运动方程的严格推导，克服了林德布拉德方程的局限性，该方程假设弱系统 - 浴耦合和马尔可夫性。剩余自由度的影响产生的记忆核用作输入来计算相应的非幺正传播子。我们展示了如何使用 Sz.-Nagy 膨胀定理将非幺正传播子转换为高维希尔伯特空间中的幺正传播子，然后可以在 NISQ 计算机的量子电路上实现。我们通过分析当子集限制为简化密度矩阵的对角元素时量子电路深度对结果准确性的影响来验证我们的量子算法应用于自旋玻色子基准模型。我们的研究结果表明，我们的方法在 NISQ IBM 计算机上产生了可靠的结果。
广义量子内积及其在金融工程中的应用
在本文中，我们提出了一种规范的量子计算方法来估算离散函数 f 所取值的加权和 P 2 n − 1 k =0 wkf ( k )：{0，...，2 n − 1 } →{0，...，2 m − 1 }，其中 n、m 个正整数，以及权重 wk ∈ R，其中 k ∈{0，...，2 n − 1 }。该方法的规范方面来自于依赖于量子态振幅中编码的单个线性函数，并使用寄存器纠缠来编码函数 f 。我们进一步扩展这个框架，将函数值映射到哈希值，以估算哈希函数值的加权和 P 2 n − 1 k =0 wkhf ( k )，其中 hv ∈ R，其中 v ∈{0，...，2 n − 1 }。 , 2 m − 1 } 。这种概括允许计算受限加权和，例如风险价值、比较器以及勒贝格积分和统计分布的偏矩。我们还引入了基本构建块，例如标准化线性量子态和正态分布的有效编码。
超导量子器件上的高保真软件定义量子逻辑
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广义量子资源理论第一定律
我们将量子资源理论的工具扩展到存在多个量（或资源）的场景，它们的相互作用决定了物理系统的演化。我们推导出这些资源相互转化的条件，这些条件概括了热力学第一定律。我们研究了多资源理论的可逆性条件，发现与理论不变集的相对熵距离在资源的量化中起着根本性的作用。一般多资源理论的第一定律是一个单一关系，它将状态转换过程中系统属性的变化与交换资源的加权和联系起来。事实上，这个定律可以被看作是将不同状态集的相对熵的变化联系起来。与典型的单一资源理论相比，自由状态和不变状态集的概念在多重约束的情况下变得截然不同。此外，亥姆霍兹自由能、绝热和等温变换的推广也应运而生。因此，我们有了一套通用量子资源理论定律，这些定律概括了热力学定律。我们首先在具有多个守恒定律的热力学上测试这种方法，然后将其应用于能量限制下的局部操作理论。
广义量子测量中的异常值、Fisher 信息和语境性
对自旋为 1/2 的粒子进行测量，结果可能为 100 [ 1 , 2 ] 。自从引入后选择值概念以来，人们一直在争论这些过程中究竟测量了什么以及这是否具有物理意义 [ 3 – 7 ] 。当通过间接程序测量可观测量时，就会出现这些异常，即通过将自旋与辅助探测系统耦合并仅访问后者来推断其值。第二个系统的状态不需要进行优化以在每次测量时提供完整信息，因为期望值可以从大量事件中准确地恢复出来。每个单独的事件都不会提供有关可观测量的明确信息 [ 8 ] ，因此对自旋状态的扰动会成比例减少。当测量引入的扰动影响可忽略不计时，这些值本身被称为弱值。该框架在平等处理量子态的前选择和后选择方面完全一致，从而使描述更加时间对称，但这种方法的某些结果似乎使量子力学比看起来更加令人费解[13-15]。在某些情况下，一切都可以与经典波中也会发生的干涉效应相协调[16]，并且有人认为异常值的出现纯粹由于后选择而产生的假象，在经典概率中也可以观察到[17]。然而，这一论点引发了长期的争议[18-22]。异常值位于可观测量范围之外，不仅限于弱值区域，还可以在任意扰动下出现。值得注意的是，存在需要满足的一致性条件才能允许异常值[23]。在单个自旋为 1/2 的粒子这种简单情况下——如今这种粒子通常被称为量子比特——这种特殊效应可用来标记宏观现实描述的失败，正如 Leggett-Gard 不等式所捕捉到的[24-27]；然而，这种联系在一般条件下并不成立[28]。