摘要 — 经典光频率梳已经彻底改变了从光谱和光钟到任意微波合成和光波通信等无数领域。利用这种成熟光学平台固有的稳健性和高维性,它们的非经典对应物,即所谓的“量子频率梳”,最近开始在光纤兼容量子信息处理 (QIP) 和量子网络中显示出巨大的潜力。本综述将介绍频率箱 QIP 的基本理论和实验,以及继续发展的机会。特别强调了最近展示的量子频率处理器 (QFP),这是一种基于电光调制和傅里叶变换脉冲整形的光子装置,能够以并行、低噪声方式实现高保真量子频率门。索引词 — 频率梳、量子计算、电光调制器、相位调制、光脉冲整形。
离子阱系统是量子信息处理的主要平台,但目前仅限于一维和二维阵列,这限制了它们的可扩展性和应用范围。本文,我们提出了一种克服这一限制的方法,通过证明 Penning 阱可用于实现非常干净的双层晶体,其中数百个离子自组织成两个明确定义的层。这些双层晶体是通过加入非谐波捕获势来实现的,这在现有技术下很容易实现。我们研究了该系统的正常模式,发现了与单平面晶体模式相比的显著差异。双层几何形状和正常模式的独特性质开辟了新的机会——特别是在量子传感和量子模拟方面——这在单平面晶体中并不简单。此外,我们说明了可以扩展这里提出的想法来实现具有两层以上的多层晶体。我们的工作通过有效利用所有三个空间维度来增加捕获离子系统的维数,并为利用多层三维捕获离子晶体进行新一代量子信息处理实验奠定了基础。
1.2. 情感调节的必要性 信息情感/情绪/道德调节的必要性可以从最近的一篇论文“量子钙离子与脑电图的相互作用”(Ingber,2018)的模型之模型 (MOM) 中读出,其中指出“人类最终要对他们所构建的结构负责”。追溯到主要机制的审计线索是科学的重要组成部分,直到现在才有人尝试在神经网络中更好地理解这一点(Iten 等人,2020 年)。该论文(Ingber,2018 年)的背景下,通过脑电图记录 (EEG) 测量大脑皮层区域许多神经元的宏观同步放电与三部分神经元-星形胶质细胞-神经元连接处的量子尺度 Ca 2 +离子波包之间的跨多尺度相互作用。这可能与此相关,因为如果其中的前提通过实验确定为真,那么就可以获得自由意志的合理证明。在当前背景下,如果情感/情绪状态与人工智能相关,那么如果情感调节实际上在信息模式中提供了替代选择,那么 BI 可能提供人工智能也可能拥有“自由意志”的情况。在生物智能 (BI) 中,情感/情绪影响的作用往往不容忽视,这一点显而易见。人工智能 (AI) 的大部分模型开发都严重依赖 BI(Ingber,1988 年;Ingber,2007 年;Ingber,2008 年;Ingber,2011 年)。
Circle S.P.A.(“ Circle”或“ Company”) - 在Euronext增长米兰市场上列出的创新中小型企业,领导该小组的范围,专门研究港口数字化和模式物流领域的数字化解决方案的开发,以及在国际交易和能源过渡的国际咨询公司中,该公司在绿色交易和能源咨询中,该公司已公告,该公司已获得业务单位(途径)(途径)(途径)(途中) S.P.A.(Telepass S.P.A.的子公司)。业务部门包括Infomobilità业务部门(由Infoblu S.P.A.合并到Telepass Innova中),活跃于意大利的道路和高速公路网络的高级交通监控和管理服务;和Telematica业务部门(由Kmaster S.R.L.进入Telepass Innova),通过专有技术平台为物流,运输和保险领域的公司提供远程信息处理服务。
通过可穿戴传感器捕捉的生理信号来表征信息处理活动 (IPA),例如阅读、聆听、说话和写作,可以拓宽对人们如何产生和消费信息的理解。然而,传感器对外部条件高度敏感,而这些条件并不容易控制——即使在实验室用户研究中也是如此。我们进行了一项初步研究 (𝑁 = 7),以评估使用多个传感器的四种 IPA(阅读、聆听、说话和写作)中生理信号的稳健性和灵敏度。收集的信号包括皮电活动、血容量脉搏、凝视和头部运动。我们观察到参与者之间的一致趋势,以及四种 IPA 之间具有统计学上显着差异的十个特征。我们的结果为用户遇到 IPA 时生理反应的差异提供了初步的定量证据,揭示了根据 IPA 分别检查信号的必要性。本研究的下一步将进入特定的环境,即信息检索,并且 IPA 被视为与搜索系统的交互方式,例如通过说话或打字提交搜索查询。
许多量子计算和通信协议 ( 1, 2 ) 的一个关键要求是将特定的光量子态作为信息处理的资源。下面,我们将关注传播光束的量子态,它可以通过光子计数或零差检测来分析,零差检测测量信号态与具有相对相位 θ 的强参考光束之间的干涉。这可以测量一个称为电场“正交分量”的物理量,与算符 ˆ x θ = ˆ xcosθ + ˆ psinθ 相关,其中 ˆ x 和 ˆ p 是正则共轭场可观测量。算符 ˆ x 和 ˆ p 类似于粒子的位置和动量,它们通常被称为“量子连续变量”(QCV)。根据海森堡不等式,它们不能以无限的精度同时确定,所以一般不能为电场定义一个适当的相空间密度Π(x, p)。然而,可以定义一个准分布W(x, p),称为维格纳函数,其边际函数产生概率分布P(xθ)。通过测量几个θ值的分布P(xθ),可以重建维格纳函数;这个逆过程称为量子层析成像(3)。
我们提出了一种量子可编程门阵列 (QPGA) 的光子集成电路架构,该架构能够准备任意量子态和算子。该架构由相位调制的 Mach-Zehnder 干涉仪晶格组成,该干涉仪对路径编码的光子量子比特进行旋转,并嵌入量子发射器,使用双光子散射过程在相邻量子比特之间实现确定性的受控 σz 操作。通过适当设置晶格内的相移,可以对设备进行编程以实现任何量子电路,而无需修改硬件。我们提供了在设备上精确准备任意量子态和算子的算法,并表明基于梯度的优化可以训练模拟 QPGA,以自动实现对重要量子电路的高度紧凑近似,并具有近乎统一的保真度。
摘要 分子纳米磁体 (MNM) 是含有相互作用自旋的分子,一直是量子力学的游乐场。它们的特点是有许多可访问的低能级,可用于存储和处理量子信息。这自然开启了将它们用作量子比特的可能性,从而扩大了基于量子比特架构的量子逻辑工具。这些额外的自由度最近促使人们提出在单个分子中编码带有嵌入式量子纠错 (QEC) 的量子比特。QEC 是量子计算的圣杯,这种量子比特方法可以规避标准多量子比特代码中典型的物理量子比特的大量开销。分子方法的另一个重要优势是在制备复杂的超分子结构时实现了极高的控制程度,其中各个量子比特相互连接,同时保持其各自的属性和相干性。这对于构建量子模拟器(能够模拟其他量子对象动态的可控系统)尤其重要。使用 MNM 进行量子信息处理是一个快速发展的领域,但仍需要通过实验进行充分探索。需要解决的关键问题与扩大量子位/量子比特的数量及其各自的寻址有关。人们正在深入探索几种有希望的可能性,从使用单分子晶体管或超导设备到光学读出技术。此外,化学领域的新工具也可能随时可用,例如手性诱导的自旋选择性。在本文中,我们将回顾这一跨学科研究领域的现状,讨论尚未解决的挑战和设想的解决方案,这些方案最终可能会释放分子自旋在量子技术中的巨大潜力。
加入了研究团队:对于博士教育计划,弗劳恩霍夫·艾奥夫(Fraunhofer iof)和弗里德里希·席勒大学(Friedrich Schiller University)耶拿(Jena)紧密合作:从左到右的Groupleaders:MarkusGräfe博士,Falk Eilenberger博士,Frank Setzpfandt博士,Erik Beckert博士,Erik Beckert博士和Fabian Steinlelechner博士。
摘要 分子纳米磁体 (MNM) 是含有相互作用自旋的分子,一直是量子力学的游乐场。它们的特点是有许多可访问的低能级,可用于存储和处理量子信息。这自然开启了将它们用作量子比特的可能性,从而扩大了基于量子比特架构的量子逻辑工具。这些额外的自由度最近促使人们提出在单个分子中编码带有嵌入式量子纠错 (QEC) 的量子比特。QEC 是量子计算的圣杯,这种量子比特方法可以规避标准多量子比特代码中典型的物理量子比特的大量开销。分子方法的另一个重要优势是在制备复杂的超分子结构时实现了极高的控制程度,其中各个量子比特相互连接,同时保持其各自的属性和相干性。这对于构建量子模拟器(能够模拟其他量子对象动态的可控系统)尤其重要。使用 MNM 进行量子信息处理是一个快速发展的领域,仍然需要通过实验进行充分探索。要解决的关键问题与扩大量子位/量子比特的数量及其各自的寻址有关。正在深入探索几种有希望的可能性,从使用单分子晶体管或超导设备到光学读出技术。此外,化学领域的新工具也可能随时可用,例如手性诱导的自旋选择性。在本文中,我们将回顾这一跨学科研究领域的现状,讨论尚未解决的挑战和设想的解决方案,这些最终可能会释放分子自旋在量子技术中的巨大潜力。