复杂性理论涉及计算数学模型的能力。人们普遍认为这些模型捕捉到了物理计算机的计算能力,但要使这种联系精确起来却很困难。例如,考虑一个量子电路模型,我们可能倾向于将电路深度等同于在物理计算机上实现计算所需的时间。通过假设能量有一个界限,可以通过 Margolus-Levinin 定理 [1] 精确地建立这种联系。然而,对于任何给定的幺正,都可以构造一个汉密尔顿量,它可以任意快速地实现该幺正,即使在有界能量的情况下 [2]。这意味着在这个汉密尔顿计算模型中,能量界限不足以将计算和物理时间概念联系起来。诸如此类的观察使得如何将物理计算机的极限与计算的数学模型联系起来变得不清楚。在本文中,我们朝着理解物理计算机的极限迈出了初步的一步。为了考虑物理计算机上的全部约束以及计算机可以利用的完整物理设置,我们考虑在量子引力背景下的计算。我们在 AdS / CFT 框架内工作,该框架声称渐近反德西特 (AdS) 空间中的量子引力与存在于该时空边界的纯量子力学理论(共形场论,CFT)等价。我们的主要结果是构建了一个幺正族,这是在熵为 S bh 的黑洞内部运行的计算机无法执行的,其中计算是在 n 个量子比特上进行的,并且 log S bh ≤ n ≪ S bh ,我们构建的族的大小为 2 o ( S bh )。因为 n ≪ S bh ,所以计算的输入本身并不与引力强耦合。相反,受到限制的必须是对这些小输入的计算。虽然我们最终感兴趣的是宇宙中计算机的物理极限,但在 AdS / CFT 对应背景下工作为我们提供了量子引力的精确框架。同样,计算机科学的一个基本观察是,计算机的能力对于计算模型细节的“合理”变化具有很强的鲁棒性:经典计算机可以用图灵机、均匀电路等来描述,解决给定计算问题所需的资源只会发生多项式变化。量子计算机同样具有同样的鲁棒性。这种鲁棒性表明,了解 AdS 中计算机的能力可能会产生更广泛适用的见解。天真地说,体量子引力理论和量子力学边界之间的 AdS / CFT 对偶表明量子引力中计算机的能力应该在某种程度上等同于量子计算机。我们可以想象在量子计算机上模拟 CFT,从而产生在对偶体图像中运行的任何计算的结果。然而,这种方法很复杂,因为边界 CFT 描述和体引力描述之间的映射可能呈指数级复杂度 [ 3 – 6 ] 。因此,从边界模拟确定体计算的结果本身可能非常复杂,从而导致体和边界之间的效率差异。一个有趣的观察是,这为量子引力计算机比量子计算机强大得多留下了可能性 [ 7 ] 。在这项工作中,我们给出了一种利用边界量子力学描述的存在来限制体计算的策略。我们假设体到边界映射的关键属性是状态独立性,在 AdS / CFT 中,当重建适当小的体子系统时,我们就拥有了这种属性。我们还利用这个映射是等距的。1
时空结构光为光学和光子学开辟了新的途径。当前对光的时空操控主要依赖于仅相位设备(例如液晶空间光调制器)来产生具有独特光子特性的时空光场。然而,对于时空光的复杂场,同时操纵振幅和相位的能力仍然不足,这限制了可实现的光子特性的多样性和丰富性。在本文中,提出了一种简单而通用的时空全息方法,可以任意塑造时空光。通过生成基本和高阶时空贝塞尔波包、时空晶体状和准晶体状结构以及时空平顶波包,展示了这种简单而强大的方法的能力。完全可定制的时空波包将在研究时空场的动力学和超快时空脉冲与物质之间的相互作用、揭示以前隐藏的光物质相互作用以及解锁光子学和其他领域的突破方面得到更广泛的应用。
范玉斌 , a,b,c, † 梁红 , d,e, † 王昱涵, f, † 陈淑凡, a,b,c 赖方星, f 陈木库, a,b,c 肖淑敏, f,g, * 李仁森, d,e, * 和蔡鼎平 a,b,c, * a 香港城市大学,电机工程学系,香港,中国 b 香港城市大学,生物系统、神经科学及纳米技术中心,香港,中国 c 香港城市大学,太赫兹及毫米波国家重点实验室,香港,中国 d 香港科技大学,物理系,香港,中国 e 香港科技大学,高等研究院量子技术研究中心,香港,中国 f 哈尔滨工业大学(深圳),工业和信息化部微纳光电信息系统重点实验室,广东省半导体光电材料与智能光子学重点实验室系统,深圳,中国 g 鹏程实验室,深圳,中国
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
光学扫描全息图(OSH)可以应用于3D荧光成像。但是,由于需要相位变速器,2D机械扫描仪和干涉仪,OSH的光学设置变得复杂。尽管一动不动的光学扫描全息图(MOSH)可以提出问题,但尚未实现定量相成像(QPI),因为MOSH只能获得不可接受的全息图。如果实现了MOSH中的QPI,则可以将MOSH应用于各种应用程序。在这封信中提出了基于MOSH的QPI(MOSH-QPI)。此外,还提供了对OSH连贯模式的简单描述。在原则实验中,使用空间分开的相移技术来减少测量数量。通过测量Microlens阵列的相分布来确认MOSH-QPI的可行性。MOSH-QPI也用于测量实际样品,并将其结果与使用Mach-Zehnder干扰物的常规结果进行比较。
摘要。无损检测 (NDT) 方法和技术在提高各行各业的产品质量方面发挥着至关重要的作用。在这些方法中,光学方法脱颖而出,它依赖于对光辐射如何与测试对象相互作用的分析。物体光学测试的关键信息参数包括其光谱和整体光度特性。这些特性受物质结构、温度、物理状态、微起伏、入射辐射角度、偏振度和波长等因素的影响。通过利用光学方法,可以在不损坏物体的情况下检测出材料内部的缺陷。这些缺陷包括空隙(不连续性)、分层、孔隙、裂纹、异物夹杂、内部应力、材料结构的改变、物理和化学性质的变化,以及与指定几何形状的偏差。值得注意的是,光学方法仅限于检测由光谱区域内透明的材料制成的产品的内部缺陷。通过利用无损光学检测的力量,行业可以确保其产品的完整性和质量,检测潜在缺陷,并保持严格的质量标准,而不会对测试对象造成任何损害。描述了使用傅里叶变换对全息图序列进行处理的方法,这些全息图被记录在不同的时间点。通过低功率激光辐射可以测量复合材料在加热时的变形。
1 有时参数数量(包括磁荷)可能有四个或更多个,但为了简单起见,我们这里只考虑三个。2 准确地说,这不是一个定理,而是一个猜想,因为对于一般情况,目前还没有严格的数学证明。
理想的全息三维显示应具有大视角、全彩色、低散斑噪声的特点,但现有策略往往限制了全息三维显示的视角,大大阻碍了其广泛应用。本文提出了一种基于最大衍射调制的大视角全息三维显示系统,该系统的核心包括空间光调制器(SLM)和液晶光栅。我们还提出了一种实现大视角全息三维显示的可行新方案,即将SLM的最大衍射角视为每个像点的有限衍射调制范围,不仅可以获得物体的最大全息图尺寸,还可以利用自主设计的液晶光栅调节二次衍射重建像。更重要的是,提出的最大衍射调制方案使系统的视角扩大到73.4°。该系统在教育、文化和娱乐等领域具有巨大的应用潜力。
BARYON数量波动的累积物是在有限密度下实验探索QCD相图的良好探针,从而产生与可能的临界端点(CEP)相关的特征波动模式。我们使用全息QCD模型来计算有限温度和重型化学电位的高阶重子数敏感性,以解决强耦合QCD物质的非扰动方面。该模型可以在定量水平上准确面对晶格QCD数据,并且发现CEP的位置落在即将进行的实验测量的范围内。计算到第十二阶的重子数敏感性,并沿化学冷冻线检查了这些敏感性不同比率的碰撞能量依赖性。全息结果显示与实验数据的定量一致性,功能重新归一化组导致较大的碰撞能量范围,所有比率均显示出峰值结构约为5-10 GEV。我们的全息结果与实验数据之间的不匹配是由于非平衡效应和复杂的实验环境所致。未来通过低碰撞能量范围内测量的实验√sN≈1-10GEV和降低的实验不确定性可能会揭示更多的非单调行为信号,这些信号可用于定位CEP。
摘要 - Holographic多输入多输出(HMIMO)通信系统利用了具有空间约束的大型MIMO阵列,其中包含大量具有子波长度间距的天线,并已成为第六代网络(6G)网络的有前途的候选技术。在本文中,我们考虑了在随机电磁模拟物通道模型的傅立叶平面波序列表示下的多用户HMIMO通信系统的下行链路,并做出了两个重要的贡献。首先,我们在基站(BS)的最大比率传输(MRT)预编码下,在最大比率传输(MRT)下呈现封闭形式的表达。派生的表达式明确显示了BS和每个用户的Hmimo表面的侧面长度的影响,以及在这些表面中部署的天线对用户速率的影响。第二,我们就BS和每个用户的空间约束的Hmimo表面上排列的天线数量提出了能量效率(EE)最大化问题。对此问题的结果隐式解决方案显示为全球最佳。数值结果对不同操作制度中多用户HMIMO系统的EE性能产生了有用的见解。索引术语 - 多用户全息MIMO通信,渠道建模,可实现的速率,能量效率。