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![arxiv：2307.16781v3 [Quant-ph] 2024年2月8日](/simg/f\f74e1ab8372215943c6b20c1c0dae7f4275c1056.webp)
arxiv：2307.16781v3 [Quant-ph] 2024年2月8日
量子计算机提供了一种有前途的方法，可以研究除classical模拟以外的多体系统的动力学。另一方面，开发的分析方法和从可集成系统获得的结果提供了有关多体系统的深刻见解。对集成系统的量子仿真不仅为量子计算机提供了有效的基准测试，而且还是研究可破坏系统的第一步。模拟集成系统的构建块是杨巴克斯特门。至关重要的是要知道如何最佳地实现量子计算机上的杨巴克斯特门。基于杨巴克斯门的几何图片，我们提供了两种类型的杨巴克斯门的最佳实现，其cnot或r zz门的数量最少。我们还展示了如何通过脉冲控制系统地实现杨手机门。我们测试并比较了IBM量子计算机上的不同实现。我们发现，与最佳的CNOT或R ZZ实现相比，阳式门的脉冲实现总是具有更高的栅极保真度。在上述最佳实现的基础上，我们证明了量子计算机上的Yang-Baxter方程的模拟。我们的结果为基于杨百车门的进一步实验研究提供了指南和标准。
与破碎的时间反向对称性的相互作用系统的量子模拟
量子相互作用粒子的多体系统，其中分时对称性被打破会产生各种丰富的集体行为，因此是现代物理学研究的主要目标。量子模拟器可以可能用于探索和理解此类系统，这些系统通常超出了经典模拟的计算范围。，具有通用量子控制的平台可以在实验上访问广泛的物理特性。然而，同时实现了强大的可编程相互作用，强烈的时间反转对称性破坏以及以可扩展方式进行高保真量子控制是具有挑战性的。在这里，我们意识到通用捕获离子量子处理器中相互作用的，时间反向破裂的量子系统的量子模拟。使用最近提出的可扩展方案，我们实现了时间反向破坏的合成规场，在捕获离子链中首次显示的是第一次显示的，以及独特的耦合几何形状，可能可以扩展到多维系统的模拟。我们在控制和测量方面的高保真单位分辨率以及高度可编程的相互作用，使我们能够对基态的完整状态断层扫描，以显示持续电流的基态，并观察到与非琐事相互作用的时间逆转系统的动态。我们的结果为模拟具有广泛特征和耦合几何形状的时间逆转的多体系统开辟了道路。
量子线耦合到光引文可提点链接
腔QED的实验进步正在提高使用光探测线性响应状态以外的量子量的前景。访问量子相干现象的能力将显着提高领域。但是，已经选择了在量子相干制度中耦合到偶联的多体系统的理论工作。在这里，我们研究了微波炉中有限尺寸的量子线的辐射特性。量子线的示例包括单壁碳纳米管，这是纳米磁和等离子体模型领域中的关键实验系统。我们发现，对于多种激发态，光子的重复发射会导致多体量子纠缠的产生。这导致发射后续光子的速率增加，这是Dicke超级散发的一个例子。另一方面，保利的阻塞倾向于减少这种影响。在这种情况下，发现对一维电子系统的激发作为玻色子的激发的描述是一种强大的理论工具。它的应用意味着我们的许多结果都概括为具有强电子相互作用的电线。因此，量子线代表了一个新的平台，可以实现Dicke-Model物理学，而Dicke-Model物理不依赖于涉及许多空间隔离发射器的传统实现中所必需的各种调谐。更广泛地，这项工作证明了如何在多体系统中生成和测量量子纠缠。
在...
摘要：我们研究量子信息理论定量的普遍行为，在热化的孤立量子多体系统和蒸发黑洞中。尤其是我们研究了一种真正的混合国家纠缠措施，称为对数负面性，其他相关措施，包括Renyi否定性和相互构成，以及称为反射性熵的多部分纠缠的特征。我们还使用诸如相对熵和PETZ MAP有限的数量，探测从热量子多体系统或蒸发黑洞的辐射中恢复量子信息的可行性。最近开发的称为平衡近似的技术使我们能够在有限的温度下探测这些数量。我们发现了有限的温度情况，这是使用HAAR随机状态的先前研究的主题。尤其是我们发现对数负面性的方案是广泛的，但相互信息是宽大的，表明在热状态下有大量不可证实的，绑定的纠缠。用于在有限温度下蒸发黑洞，对数负性和PETZ MAP限制都揭示了一个重要的新时间尺度T B，这比总蒸发时间的有限分数要早于页面时间t p。我们发现，与t p相比，T B是时间尺度，在辐射的不同部分之间的量子纠缠变得广泛，并且在黑洞中投入大量日记的信息回收率开始生长。
特刊 - 物理学中的量子信息熵
在本期特刊中，我们希望接受与物理学中的量子信息熵主题相关的未发表的投稿，无论是原创还是评论。这是一个广泛的主题，从量子通信和量子计算等应用导向学科到基础物理学、量子热力学、多体系统中的量子信息的发展等。感兴趣的主题包括但不限于：- 量子熵 - 量子信息处理 - 量子纠缠 - 量子相干性 - 量子计算 - 量子密钥分发 - 量子热力学 - 量子光学
经济学中的量子蒙特卡罗：压力测试和宏观经济深度学习
2 请注意，此处讨论的算法在概念上不同于用于分析量子多体系统的量子蒙特卡罗技术（Pang ( 2016 )）。3 其他方法包括量子搜索（如 Grover ( 1996 ) 中的方法）和相位估计（如 Kitaev ( 1995 ) 中的方法）。4 有关编码概率分布，请参阅 Grover 和 Rudolph ( 2002 )、Zoufal 等人 ( 2019 )、Herbert ( 2021a )，有关编码随机变量，请参阅 Rebentrost 等人 ( 2018 )、Vedral 等人 ( 1996 )、Herbert ( 2021b )、Woerner 和 Egger ( 2019 )、Stamatopoulos 等人 ( 2020a )。
Prof. Xianhui Ge
葛先辉教授2006年于中国科学院上海天文台获博士学位。2006年至2008年在韩国亚太理论物理中心从事博士后研究。2008年至今在上海大学物理系工作，现担任系主任。其研究主要集中于引力与宇宙学、AdS/CFT对应、黑洞物理和强耦合量子多体系统。致力于强耦合量子输运中的规范引力对偶、黑洞信息丢失问题和量子多体SYK（Sachdev-Ye-Kitaev）模型的研究。 ————————————-
从随机自旋链到量子 Kardar-Parisi-......
随机幺正动力学是量子力学中描述系统与环境或外部场相互作用演化的一种有效方式。 其最初想法由 Caldeira 和 Leggett 提出，用于研究自旋集合与玻色子浴相互作用的有效动力学 [1]。 由于与未知自由度的相互作用引起的涨落和耗散，此类系统的性质预计会与孤立系统有明显不同。 随机幺正动力学也可用于理论研究量子混沌系统的典型和普遍行为。 因此，这类研究最近重新焕发了活力，特别是在随机幺正电路 [2-9] 以及传统多体系统 [10-16] 的背景下。通过增加随机性，这些系统应该会失去其与特殊性有关的优良性质，例如守恒定律，从而允许出现一般性质。这些包括纠缠的产生 [ 2 , 4 , 17 – 24 ]、信息的扰乱 [ 3 , 6 , 25 , 26 ] 或在收敛到热或非平衡稳态的系统中算符的扩展 [ 5 , 7 , 8 ]。特别是在一些量子随机模型 [ 4 , 14 , 15 , 19 ] 中，有人认为纠缠熵的增长和涨落受 Kardar-Parisi-Zhang (KPZ) 方程 [ 27 – 33 ] 支配。随机共形场论中纠缠增长的大偏差涨落也被证明属于 KPZ 类 [ 34 ]。最近，在超扩散非随机自旋链模型 [ 35 – 38 ] 中，还发现了 KPZ 方程的一些标度特征，这些特征与自旋-自旋关联函数的长期衰减有关。KPZ 类行为在量子多体系统中的普遍性程度仍是一个悬而未决的问题。
具有 Rashba 自旋轨道耦合的二维电子气的量子关联
纠缠是量子力学的一个关键概念，在量子信息和计算领域得到了广泛的研究[1,2]。纠缠也成为多体物理学中的一个重要现象[3]，涵盖量子自旋系统[4-6]、近藤效应[7,8]、分数量子霍尔效应[9-11]、非相互作用电子气的自旋[12,13]等各个方面。关联函数对于描述多体系统的物理现象至关重要，因此，研究纠缠和关联函数之间的联系是合乎逻辑的。量子不和谐[14,15]是另一种类型的量子关联，它衡量了量子互信息和经典关联之间的差异。这种关联已被证明可用于某些量子技术任务[16,17]，同时也具有理论意义，因为它使用一种不同于传统纠缠态与可分离态分类的方法来表征量子关联。它也有助于研究某些多体系统中的关联程度[18-20]。另一个备受关注的课题是拉什巴效应[21-27]，它是一种自旋轨道耦合 (SOC)，发生在缺乏结构反演对称性的纳米结构中。在不断发展的自旋电子学研究领域[28]，拉什巴 SOC是一种基本工具，它允许利用电场精确控制电子自旋。由于该系统具有与电子气体相同的多体性质，因此研究这种关联具有重要意义。多体物理学中的一个重要概念是费米子的交换空穴，它是由泡利不相容原理产生的。这种基本类型的关联即使在没有粒子间相互作用的情况下也存在。交换空穴可以从两粒子密度矩阵