摘要 在本文中,我们提出了一种解决对称 d 级系统量子边际问题的方法。该方法建立在一个高效的半定程序之上,该程序使用 m 体约化密度与对称空间上支持的全局 n 体密度矩阵的兼容性条件。我们通过几个示例性案例研究说明了该方法在中心量子信息问题中的适用性。即 (i) 一种快速变分假设,用于优化对称状态下的局部哈密顿量,(ii) 一种优化对称状态下的对称少体贝尔算子的方法,以及 (iii) 一组充分条件来确定哪些对称状态不能从少体可观测量中进行自我测试。作为我们研究结果的副产品,我们还提供了 n 量子比特 Dicke 态的任意叠加与键维数为 n 的平移不变对角矩阵积态之间的通用分析对应关系。
周期驱动系统在科学和技术中无处不在。在量子动力学中,即使是少量的周期驱动自旋也会导致复杂的动力学。因此,了解此类动力学必须满足哪些约束是很有意义的。我们为每个周期数推导出一组约束。对于纯初始状态,受约束的可观测量是重复概率。我们使用约束来检测与未考虑的环境的不良耦合以及驱动参数的漂移。为了说明这些结果与现代量子系统的相关性,我们在捕获离子量子计算机和各种 IBM 量子计算机上通过实验展示了我们的发现。具体来说,我们提供了两个实验示例,其中这些约束超出了与已知单周期约束相关的基本界限。该方案可能用于检测无法通过经典方式模拟的量子电路中的环境影响。最后,我们表明,在实践中,测试 n 循环约束仅需执行 O(√n) 个循环,这使得评估与数百个循环相关的约束变得现实。
在本篇综述中,我们讨论了非平衡状态下能量涨落的统计描述,这种涨落源于量子系统与测量仪器之间的相互作用,该相互作用应用了一系列重复的量子测量。为了正确量化有关能量涨落的信息,我们推导并解释了交换热概率密度函数和相应的特征函数。然后,我们讨论了 Jarzynski 形式涨落定理 ⟨ e − βQ ⟩ = 1 的有效性条件,从而表明涨落关系对于测量时间间隔内的随机性具有鲁棒性。此外,我们还分析了热特征函数在许多中间量子测量的热力学极限下的后期渐近性质。在这样的极限下,除非系统的哈密顿量和中间测量可观测量共享一个共同的不变子空间,否则量子系统趋向于最大混合状态(因此对应于具有无限温度的热状态)。然后,在此背景下,我们还讨论了当系统在量子芝诺机制下运行时,能量涨落关系如何变化。最后,针对目前在量子应用和技术中普遍存在的二能级和三能级量子系统的特殊情况,说明了理论结果。
2 v max ,其中 N 是系统尺寸,v max 是准粒子的最大群速度。在 T rev ≡ T dec 的复兴和衰变时刻,临界增强和减弱的特点是分别从有序相和无序相猝灭到量子相变,可以利用它来检测量子临界点(QCP)。在一些从 QCP 跨越的猝灭中,由于确定最大值导致局部可观测量从一个方向转向另一个方向,有时会出现非解析行为。我们将这种现象命名为动态 MQFI 转变,发生在临界时间 tc 。有趣的是,虽然 MQFI 动力学中不存在 Fisher 零点,但从动态量子相变中出现的第一个临界时间等于 MQFI 对数最小的第一个时间。此外,我们发现 MQFI 的长期运行表明 QCP 处存在非平衡量子相变的特征。我们还讨论了系统非平衡动力学中出现宏观叠加的概率。
量子临界系统因其对扰动的固有敏感性而成为探索新测量诱导现象的有吸引力的平台。我们使用显式协议研究测量对典型 Ising 量子临界链的影响,其中关联的辅助粒子与临界链纠缠,然后进行投影测量。使用由大量数值模拟支持的微扰分析框架,我们证明测量可以定性地改变临界相关性,其方式取决于纠缠门的选择、辅助测量基础、测量结果和辅助相关性的性质。我们进一步表明,通过后选择高概率测量结果,或者在某些情况下,通过对位于不同对称扇区的测量结果分别平均可观测量,可以在具有 100 阶量子比特的实验中以令人惊讶的速度高效地实现测量改变的 Ising 临界性。我们的框架自然适应更奇特的量子临界点,并突出了在嘈杂的中尺度量子硬件和里德伯阵列中实现的机会。
RHIC STAR 光束能量扫描计划的重要目标之一是了解相对论重离子碰撞中产生的强相互作用物质的 QCD 相图。集体流现象是表征产生的 QCD 物质性质的灵敏探针 [1]。将测得的流动可观测量与模型计算进行比较,以约束状态方程 (EoS) 并理解 QCD 现象。发射粒子在动量空间中的傅里叶展开的一阶和二阶谐波分别被描述为定向流 (v 1 ) 和椭圆流 (v 2 ) [2]。v 1 和 v 2 的快度奇分量是研究碰撞早期集体动力学的灵敏探针。输运和流体动力学模型计算表明,重子与光束能量相关的负 v 1 斜率是一级相变的标志 [3, 4, 5]。预计高 p T 带电强子的 v 1 测量将对火球的初始纵向分布提供有价值的约束,并提供有关部分子路径长度相关的能量损失的想法。
解答 54 算子的迹 54 例 3.8 54 解答 54 例 3.9 55 解答 55 迹的重要性质 56 例 3.10 56 解答 56 例 3.11 57 解答 57 算子的期望值 57 例 3.12 57 解答 58 例 3.13 58 解答 59 算子的函数 59 酉变换 60 例 3.14 61 解答 61 投影算子 62 例 3.15 63 解答 63 你试试 63 例 3.16 65 解答 65 正算子 66 交换子代数 66 例 3.17 67 解答 67 海森堡不确定性原理 68 极分解和奇异值 69 例 3.18 69 解答 70 量子力学 70 公设 1:系统的状态 70 公设 2:算符表示的可观测量 70 公设 3:测量 70 公设 4:系统随时间演变 71 练习 71
Springer Link 摘要:根据胡塞尔的说法,epochè(或判断悬置)必须是未完成的。它要一步一步地进行,从而定义各种“还原”层。在现象学中,至少可以区分出两个这样的层次:生活世界还原和先验还原。量子物理学诞生于生活世界还原的一种特殊形式:根据海森堡的说法,还原为可观测量,根据玻尔的说法,还原为实验装置的经典性质。但 QBism 挑战了哥本哈根解释所倡导的这种有限版本的现象学还原。QBists 声称量子态是“对指针读数体验的期望”,而不是对指针位置的期望。他们关注生活体验,而不仅仅是宏观变量,这相当于进行先验还原,而不是停留在生活世界还原的相对肤浅的层面。我将表明,量子物理学确实为我们提供了几个理由,让我们可以深入到现象学还原的最深层次,甚至可能比标准的 QBist 观点更进一步:不仅还原为经验或“纯粹意识”,而且还还原为“活生生的现在”。
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)。
量子纠错(QEC)这一学科的发展已有二十年,比量子计算本身的发展稍短一些。QEC 是量子计算中最关键的部分,因为它确保计算的可靠性,否则计算设备的输出就是垃圾。因此,每个量子计算机科学家都必须了解 QEC 和容错量子计算的框架。最开始的想法是编码,它也是所有经典通信、计算、密码学和相关领域的核心。编码可用于防范噪音或敌人。编码是指使用冗余来增强信息对噪音(错误)的鲁棒性的过程。例如,我们可以将 0 编码为一串 0,将 1 编码为一串 1,这样几个位的翻转就不会影响我们编码的信息。信息处理以编码的方式进行:首先编码,然后执行所需的操作,然后解码,最后读出所需的结果。此外,编码也发生在自然物理系统中:宏观可观测量被编码在统计系统的微观细节中,物体的内部体积属性可以编码在其边界中,等等。好的编码往往与有吸引力的物理学有关,而找到好的编码当然也需要技巧性的工作。