光遗传学引发了神经科学家研究大脑功能的革命。由于技术限制,大多数光遗传学研究都采用了低空间分辨率激活方案,这限制了可以进行的扰动类型。然而,在更精细的空间尺度上操纵神经活动可能对更全面地了解神经计算非常重要。空间精确的多光子全息光遗传学有望解决这一挑战,并开辟了许多以前不可能实现的新实验类型。更具体地说,通过提供在功能定义的神经元集合中在空间和时间上重建极其特定的神经活动模式的能力,多光子全息光遗传学可以让神经科学家揭示感觉、认知和行为神经代码的基本方面,而这些方面此前是无法实现的。本综述总结了多光子全息光遗传学的最新进展,这些进展大大扩展了其功能,强调了突出的技术挑战,并概述了它可以执行的实验类型,以测试和验证大脑功能的关键理论模型。多光子全息光遗传学可以帮助关闭实验和理论神经科学之间的循环,从而显著加快神经科学发现的步伐,从而对神经系统功能和疾病带来全新的根本性见解。
我们提出一个离散的信息基底作为基础层,时空结构、标准模型规范对称性、黑洞熵、全息对偶性和综合复杂性度量由此产生。我们将基底构建为具有明确定义的局部更新规则的四维晶格系统。通过使用重正化群 (RG) 分析系统,我们证明了洛伦兹不变性可以在低能量下出现。通过将基态表示为张量网络,我们将出现的大尺度几何连接到全息对偶,从而重现纠缠熵的 Ryu-Takayanagi 公式。离散视界上的组合微态计数得出贝肯斯坦-霍金黑洞熵定律。此外,我们定义了一个与综合信息理论的 Φ 一致的综合复杂性度量,将复杂性定义为底层因果结构的突发属性。特殊极限重现了已知的理论,例如圈量子引力 (LQG) 和因果集理论,强调这些框架是更基本基础的涌现现象。最后,我们讨论了哥德尔不可判定性和认识论极限,它们是复杂的涌现行为的自然结果。这项工作将涌现定位为将基础物理学的多个方面编织在一起的统一概念。
研究在有限温度下存储量子信息且尽量减少主动纠错需求的原理是一个活跃的研究领域。我们在二维全息共形场论中通过量子零能量条件来研究这个问题,我们之前已经展示了量子热力学对这种多体系统施加的限制。我们研究了将逻辑量子比特显式编码为有限温度背景下有限冯·诺依曼熵的两个相似手性传播激发,其擦除可以通过来自无限能量无记忆浴的适当的非均匀和瞬时能量动量流入来实现,从而使系统转变为热状态。全息地,这些快速擦除过程可以用前面描述的广义 AdS-Vaidya 几何来描述,其中不需要假设特定形式的块体物质。我们表明,量子零能量条件给出了删除所需的最小有限温度的分析结果,该温度大于初始背景温度,与 Landauer 原理一致。具体来说,我们找到了擦除大量编码量子比特所需的最低最终温度的简单表达式。我们还发现,如果编码量子比特的局部化间隔短于特定的局部化长度,则快速擦除过程是不可能的,而且对于由中心电荷决定的最佳编码量子比特数量,此局部化长度是最大的。我们估计了针对快速擦除的现实保护的最佳编码量子比特。我们讨论了我们的研究对在有限温度下运行的新型容错量子门结构的可能推广。
在没有全息原理 [3, 4, 5] 的传统量子引力解释 [1, 2] 中,量子态是整个宇宙的量子态。在这种解释中,玻恩规则的一个典型应用是暴胀多元宇宙场景 [6, 7, 8]。作者采取不同的方法,在三维反德西特时空/二维共形场论 (AdS 3 /CFT 2 ) 对应 [11, 12, 13, 14] 的背景下,在边界 CFT 2 的强耦合极限 [15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23],提出了一种基于全息原理 [3, 4, 5] 的量子引力新解释 [9, 10]。在这种量子引力解释中,对基态或空间纯化量子热平衡态,即全息张量网络(HTN)[19, 20, 21]进行非选择性量子测量[24],在量子力学的集合解释中,是通过完全消相干该量子态的量子相干性来实现的。消相干(即可观测量量子干涉的损失)正是通过引入超选择规则算子,然后将作用于 HTN 的希尔伯特空间的可观测量集限制为阿贝尔集(其元素与超选择规则算子可交换)来实现的[25]。作者将这种退相干称为经典化。量子引力的经典化不是经典引力;事实上,HTN 的经典化状态仍然是一种量子态,但却是一种高度非平凡的混合态。由于该量子态是乘积量子本征态的统计混合,因此存在负局部自由度 [10, 25]。到目前为止,我们已经在 HTN 的欧几里德区域对空间进行了经典化,即边界 CFT 2 的纯净量子热平衡态(包括基态)[9, 10, 25, 26]。然后,为了在 Lorentzian 区域中制定时间相关的 HTN,
到连续波(CW)HSR信号排除足够的有效穿透深度。确实是,hsr的基本物理学使用了CW信号,但不允许稍后放大(即更深的)到达有损培养基中(如脉冲地下雷达(ISR),HSR可能是可能的,但HSR具有不同的优势。其中最重要的是能够以ISR无法实现的分辨率进行较浅的地下成像。此外,由于相对较低的技术传输和接收触角,因此HSR系统的设计比ISR更简单。本文通过光学类比对HSR的主要原理进行了回顾,并描述了雷达全息图重建的可能算法。我们还介绍了Rascan类型的系统和应用的历史,这可能是唯一可商购的全息图地下雷达。在考虑的地下成像和遥感中,所考虑的是人道主义的脱落,建筑检查,对电介质航空航天材料的非破坏性测试,历史建筑和艺术品的调查,古生物学和安全筛查。用实验室和/或现场实验中获得的相关数据说明了每个应用程序。
引言:规范/引力对偶背景下的一个核心问题是理解体经典几何是如何编码在边界态的纠缠结构中的,人们希望通过研究冯·诺依曼熵在这种环境下特有的性质来提取有关这种编码的有用信息。互信息一夫一妻制 (MMI) 的发现 [4,5] 表明,对于几何状态,即与经典几何对偶的全息共形场论 (CFT) 的状态,Hubeny-Rangamani-Ryu-Takayanagi 处方 [6,7] 意味着边界 CFT 中空间子系统的熵满足一般不适用于任意量子系统的约束。此后,人们发现了新的全息熵不等式,全息熵锥 (HEC) [8] 得到了广泛的研究 [9 – 20] 。随着参与方数量 N 的增加,寻找新的不等式很快变得在计算上不可行
液晶(LC)全息光栅用于多种光学应用,包括安全性,密码学,数据固定,光学过滤器和显示器。1–3通过两种相干激光束的干扰,将全息光栅放入LC,单体和引发剂的混合物中,这些激光束在单体和液晶的混合物中形成了空间调节的折射率变化。文献中已经报道了两种类型的全息图案液晶光栅:传播和反射光栅。在传输光栅中,两个相干激光束在同一样品区域上通过样品传输。对于反射光栅,将两个梁暴露于相反的样品平面,从而形成平行于样品表面的层结构。据报道,分层的液晶光栅是policryps(聚合物液晶聚合物切片)4-7或全息图
全息图是一种基石表征和成像技术,可以应用于从X射线到无线电波甚至中子等颗粒的完整电磁频谱。所有这些全息方法中的关键特性是通过干扰参考光束来提取相信息所需的连贯性 - 没有此,全息摄影是不可能的。在这里,我们介绍了一种基于本质上不连贯和非极化的光束的全息成像方法,因此可以从经典的干扰测量中提取任何相信息。相反,全息信息是按照纠缠状态的二阶相干性编码的。使用空间偏振超倾斜光子对,我们远程重建复杂物体的相位图像。信息被编码为纠缠状态的极化程度,使我们能够通过动态相位障碍,甚至在存在强经典噪声的情况下进行图像,并且与经典相干全息系统相比,空间分辨率增强。超出成像,量子全息量量化了10 4
摘要 我们研究了由爱因斯坦引力与具有非平凡势的标量场耦合而成的全息五维模型中全息子区域复杂性的体积公式。对偶四维规范理论不是共形的,并且在两个不同的固定点之间表现出 RG 流。在零度和有限温度下,我们表明全息子区域复杂性可用作模型非共形性的度量。该量在纠缠区域的大小方面也表现出单调行为,就像此设置中的纠缠熵的行为一样。对于零温度下的全息重正化子区域复杂性,由于连接和断开的最小表面之间的解缠转变,也存在有限的跳跃。