其中,磁性 skyrmion 正被考虑用作信息载体,它是具有手性边界的纳米级自旋结构。[2] 自 2009 年首次在 MnSi 单晶中实验观察到 skyrmion 以来 [3],skyrmion 已在多种薄膜系统 [4–8] 以及其他单晶中被发现。[3,9–12] 在同一时期,随着石墨烯单层剥离的成功演示,二维层状材料家族引起了广泛关注。[13] 磁性范德华 (vdW) 晶体的加入为自旋电子学应用打开了大门。几种二维层状磁性材料块体晶体,包括 Cr 2 Ge 2 Te 6、[14] CrI 3、[15] 和 Fe 3 GeTe 2、[16],已被证明在厚度仅为一个或几个单层时就表现出磁性。前两种材料是绝缘的,而 Fe 3 GeTe 2(FGT)是金属的,因此提供了通过自旋流操纵自旋纹理的可能性。由于表现出强的垂直磁各向异性,并且可以通过改变其化学成分或离子门控来调整其居里温度(T c ),FGT 是一种非常适合自旋电子应用的材料。[16–19]
分子生物学以及与纳米技术和生物技术相关的相关领域的发展迫使生物学从生物电子学模型的维度来看待生命,因此,根据研究对象的生命物质组织的水平,生物学应该进一步划分为:- 纳米生物学 - 纳米级生物成分的研究领域;- 波生物学 - 研究生物过程和生物体产生的波环境的科学;- 生物电子学,作为一门从能量和信息角度综合考虑生物系统中的生命的科学;- 量子心理学 - 研究心理现象本质的科学,根据量子过程,解释人类在任何领域(生物圈和宇宙)中的行为相互作用。信息,继质量和能量之后,现在被认为是现实的第三个基本结构要素。每个有组织的结构都包含信息。生物信息的一个特征是转化的质量和相关能量。这与物理学中的情况不同。对于物理学家来说,能量是信息载体,对于生物学家来说,信息传输是在质量和能量载体上进行的。生物信息结合了物质传输的粒子特征以及电磁波和声波特征。3
得益于过去 20 年量子信息科学 (QIS) 的快速发展,潜在的 QIS 应用数量急剧增加,包括量子计算和量子信息处理、量子密码和量子传感。这些应用的物理平台种类也在稳步增加。大多数量子信息载体基于特定频率的电磁辐射,因此不同平台之间的直接接口极具挑战性,甚至不可能实现 [1,2]。这重新引起了人们对解决不同平台之间本地和远程互连问题的兴趣 [3,4]。高效的频率转换器能够改变量子态的频率而不会引起退相干,因此提供了一种理想的解决方案。已经提出并实现了几个这样的系统 [5,6],其中许多依赖于非线性光学材料,并且通常需要波导或腔体来实现足够的非线性 [7,8]。热原子或冷原子中的非线性过程是一种很有前途的替代方案,因为原子共振附近的非线性相互作用得到了强烈的增强。Rb 或 Cs 原子中的双梯形(或菱形)方案对于频率转换特别有吸引力 [9-11]。鉴于碱金属原子已成为
心理的非物质理论进一步发展了所建议的假设[11-16]与一个非常重要的概念有关,很长一段时间以来,该概念被心理学家,生理学家和精神科医生忽略了,并未被包括在其理论和假设中。当代学术科学将信息理解为非物质因素。让我提醒您,控制论的创始人N. Wiener强调信息既不重要,也不是能源,信息是信息[17]。后来,这个概念在学术科学中被普遍接受。只有信息载体(生物,纸,电子等)是物质。应该承认N. Wiener给出的定义不是最好的。说信息是属于理想类别的结构要精确得多(我们将稍后再返回此术语)。尽管信息是非物质的,但它却获得(但最初没有!)某些定性和定量特征。它可以是中性的,充满情感的,威胁性的,真实的,虚假的等,但是所有这些特征仅在其感知主题的存在下才获得。在不同的主题中,相同的信息会引起完全不同的心理反应(让我们记住2001年9月11日,在美国哀悼和Livia的欢乐人群)。
摘要:固态量子中继器是大规模量子网络的核心部分,纠缠纯化是量子中继器的关键技术,用于从混合纠缠态的集合中提取高质量的非局域纠缠,并抑制噪声对量子信息载体的负面影响。本文提出一种适用于固态量子中继器的、无不完美相互作用的量子点中非局域电子自旋纠缠纯化方法,利用对电子自旋的忠实奇偶校验。在近乎现实的条件下,即使在微腔内嵌入的量子点与圆偏振光子之间存在不完美相互作用,忠实奇偶校验也可以在不破坏非局域固态纠缠的情况下对奇偶校验模式做出正确判断。因此,非完美相互作用纠缠纯化可以防止最大纠缠态转变为部分纠缠态,并保证纯化后非局域混合态保真度达到期望值。由于该方案在接近现实的不完美相互作用条件下是可行的,因此对实验实现的要求会放宽。这些独特的特性使得这种非完美相互作用纠缠纯化在用于大规模量子网络的固体量子中继器中具有更实际的应用。
上午 10:10:开幕全体会议演讲 – Mark Wilde (康奈尔大学) 玻色子失相信道的通信、鉴别和估计的基本极限的精确解 失相是一种影响量子信息载体的突出噪声机制,也是实现有用的量子计算、通信和传感的主要挑战之一。在玻色子系统中,玻色子失相信道 (BDC) 是许多应用的核心,它形成了一类关键的非高斯信道,用于模拟影响超导电路或光纤通信信道的噪声。在这里,我们考虑 BDC 的通信、鉴别和估计,同时使用量子力学允许的一般策略来完成这些任务。我们为所有 BDC 的量子、私有、双向辅助量子和密钥协商容量提供了精确公式,证明它们都等于信道底层分布与均匀分布的相对熵。对于区分和估计任务,我们根据定义 BDC 的概率密度将困难的量子问题简化为简单的经典问题。我们提出了各种区分和估计任务的性能上限,并表明它们也是可以实现的。据我们所知,这是非高斯玻色子信道的第一个例子,对于所有这些任务都有精确的解。与 Zixin Huang(麦考瑞大学)和 Ludovico Lami(阿姆斯特丹大学)合作。
实验量子信息处理领域发展迅速,从大约二十年前基本构建模块的演示到如今推动功能信息处理器发展的卓有成效的应用。虽然如今的应用已经进入了传统设备受到挑战的领域,但在有意义的工业或科学问题中展示量子优势仍然是一项悬而未决的任务。这部分是由于系统尺寸相对较小以及门操作的质量。随着在设计越来越大的量子设备方面不断取得进展,人们的关注点已经从原理演示转向能够大规模部署量子机器。设计、方法和设备的可扩展性已成为持续发展的主要考虑因素。在本文中,我们利用基于 40 个 Ca + 离子串的中型设备来解决当今设备的可扩展性挑战,这些离子串被限制在线性 Paul 陷阱中。然而,这里介绍的所有方法都是与硬件无关的,并且可以同样应用于不同的平台。一个关键挑战是,当量子计算机在无法进行传统检查的状态下运行时,如何确保其输出正确。至关重要的是,现有方法在认证系统规模超过少数信息载体(即所谓的量子比特)时会消耗大量资源。另一个关键挑战是开发即使部分量子比特丢失也能保持设备正常运行的概念。本论文报告的第一个实验展示了一种可扩展的表征方法,可以从单一测量设置中获得多量子比特系统的完整断层扫描信息。这是通过扩大底层希尔伯特空间来实现的,并且与系统大小无关。在后处理方面,我们用所谓的“经典阴影”分析的改编版本来补充这种单一设置断层扫描,以比标准方法快几个数量级的方式有效地预测密度矩阵的任意多项式函数。虽然系统表征对于改进设置功能至关重要,但大型设备的缺点是某些问题的计算结果无法再在经典模拟中得到确认。第二个实验基于一种新理论,展示了通过纯经典方法验证量子计算。此外,量子系统无法完全与环境隔离,因此总是容易出错。虽然量子纠错有望克服固有的噪声限制,但现有协议仅限于纠正改变逻辑状态的错误。然而,现实中的量子计算机不仅会遭受此类计算错误,而且以相当的速率,可能会完全丢失存储的信息或信息载体。我们提出了第一个实时纠正量子比特损失的确定性实验。这第三项工作标志着朝着纠错量子信息处理器迈出了重要一步。我们的损失实验还具有按顺序测量和经典前馈的特点,这在现代半经典算法中越来越普遍。虽然这种实验结构越来越容易获得,但它的时间演化可能会偏离幺正性,不再能用标准工具来描述。在第四项工作中,我们
摘要:互联网已成为我们社会的骨干,从单纯的信息载体转变为成为信息,应用程序和服务的来源。量子计算最近已经收到了明显的众人瞩目,它承诺可以解决经典计算机以前无法解决的计算复杂问题。虽然可以使用量子通信可以实现量子计算机之间的数据传输,但量子网络对于最大化量子计算的功能至关重要,类似于互联网转换社会和我们使用计算机的方式。与使用不同的“ 0”和“ 1”值编码信息的古典计算机不同,称为位,量子等效,量子(或量子位)可以是“ 0”和“ 1”的叠加,具有无法被检测到的独特属性,而无需检测到它,使其非常适合安全应用,例如。量子密钥分布,安全访问远程量子计算机等。相反,无法复制Qubits还使得不可能使用现有的通信技术,例如重复或信号放大,这使得它是长途传输的巨大挑战,激发了新技术的开发,例如量子中继器。量子互联网受物理定律的约束,在古典网络中没有类比。本演讲将讨论有关量子通信和网络的正在进行的研究,探讨了设计量子互联网协议的设计如何进行重大范式转换,并为网络设计带来了新的挑战。
摘要 尤尔根·哈贝马斯的“交往理性”(也称为“交往行动”)理论提供了一个有前途的概念工具,通过它可以证明和验证国际刑事法院对新兴的数字开源信息现象的考虑。由于其基于过程和包容性,哈贝马斯的交往理性特别适用于数字开源信息的动态性质以及具有相关经验和技能的异构参与者和机构,这些参与者和机构有助于制定有关其在法院作用的规范和决定。这一点很重要,因为国际刑事法院的程序框架对数字材料基本上保持沉默,尽管这些材料存在被误解或滥用为虚假信息载体的风险。在缺乏规范性监管回应的情况下,本文认为尤尔根·哈贝马斯的交流理性为法院关于数字信息的司法审议提供了一个合理的框架。重要的是,哈贝马斯强调形成一个广泛的知识共同体,以吸引专家参与审议过程。随着寻求真相的证据功能越来越多地转移到法庭之外,哈贝马斯的交流理性构成了一种包容性方法,能够将专业知识灌输到司法审议中。通过这种方式,交流理性可以为司法部门对新兴的数字开源信息现象行使权力提供强有力的概念依据。
量子计算机的发展受到了这样一种想法的刺激,即在解决计算任务时实现比基于传统原理的机器高得多的速度,并且与密码学(Shor,1994)、搜索(Grover,1996)、优化(Farhi 等人,2014)、量子系统模拟(Lloyd,1996)和求解大型线性方程组(Harrow 等人,2009)等问题相关。现有的量子计算设备原型使用各种物理平台来实现量子计算协议,例如超导电路(Arute 等,2019 年;Wu 等,2021 年)、半导体量子点(Xue 等,2022 年;Madzik 等,2022 年;Noiri 等,2022 年)、光学系统(Zhong 等,2020 年;Madsen 等,2022 年)、中性原子(Ebadi 等,2021 年;Scholl 等,2021 年;Henriet 等,2020 年;Graham 等,2022 年)和捕获离子(Zhang 等,2017 年;Blatt and Roos,2012 年;Hempel 等,2018 年)。尽管有几项实验报告称在解决采样问题方面取得了量子优势(Arute 等人,2019 年;Wu 等人,2021 年;Zhong 等人,2020 年),但现有一代量子计算机的计算能力有限。这些限制与以下事实有关:为了解决实际相关的计算问题,必须将设备相对于所用信息载体数量(例如,量子比特,它们是经典比特的量子对应物)的可扩展性与对量子比特的高质量操作相结合