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World File Search System实验装置
局部驱动量子磁体的实空间热化
对孤立系统中热化及其破坏的研究使人们对非平衡量子态及其对初始条件的依赖性有了更深入的了解。初始条件的作用因量子多体疤痕的存在而突出，量子多体疤痕是一种特殊的非热态，具有潜在的有效超自旋结构，嵌入在原本混乱的多体谱中。自旋海森堡和 XXZ 模型及其在一维和更高维度中的变体已被证明具有精确的量子多体疤痕，表现出可在合成和凝聚态系统中实现的自旋螺旋态的完美复兴。受这些进展的启发，我们提出了实验上可访问的、局部的、时间相关的协议来探索空间热化概况，并强调系统的不同部分如何热化并影响超自旋的命运。我们根据驱动自旋与其余自旋之间的相互作用，确定了铁磁（X 极化）初始状态的不同参数范围，包括局部非热行为，其中驱动自旋有效解耦，充当“冷”点，同时有助于加热其他自旋。我们还确定了超自旋在长时间内保持对局部驱动弹性的参数范围。我们开发了一个实空间和 Floquet 空间图来解释我们的数值观察，并做出了可以在各种实验装置中测试的预测。
从量子力学中综合获得宏观质量
历史上，在 SI 中，能量的定义仅适用于机械领域，其中给出了质量、时间和长度的单位。因此，电学单位只能通过复杂的机械实验来定义。以前，安培被定义为两根平行导线之间流动的电流在它们之间产生的明确定义的力，这是一个难以通过实验实现的抽象概念。随着量子电学标准的出现，特别是 1962 年 B. Josephson 对约瑟夫森效应的预测 1 ，以及 1980 年 K.v. Klitzing 发现量子霍尔效应 2 ，电学单位的机械实现停止了，电学单位与 SI 脱节，并被用作国际上的“常规”单位。2019 年的修订消除了这种二分法，并巩固了我们的单位制。质量的机械单位是使用约瑟夫森和量子霍尔效应通过电力定义的。虽然基布尔天平 3 成功地合理化了质量单位千克，但它从未在单一实验装置中做到这一点。通常，冯·克里青常数是在单独的实验中实现的，并通过传统的传输标准、导线或薄膜电阻器在基布尔天平中使用。美国国家标准与技术研究所 (NIST) 的研究人员在单个电流源装置中采用了两个量子电标准，其中基布尔天平的线圈
单光子源是发展全球
近年来，全球量子互联网的发展取得了长足进步。它需要非常多样化的量子平台同时发展，因此在理论和实验上都带来了许多不同的挑战。在本文中，我们通过提出单光子源作为一种重要资源来解决其中的几个任务，该资源提供了许多有价值的解决方案，从有效、无漏洞地违反贝尔不等式（González-Ruiz 等人，2022a）到设备无关量子密钥分发协议的最佳实现（González-Ruiz 等人，2022b）。为此，我们引入了一个详细的分析，模拟源的实际缺陷（Bjerlin 等人，2023；González-Ruiz 等人，2022a），以便获得更深入的理解，使我们能够为不久的将来的实验实施设定更清晰的路线。此外，我们还对 Østfeldt 等人 (2022) 通过放置在手性纳米波导中的量子点双激子级联实验实现的路径纠缠态进行了完整的理论分析 (González-Ruiz et al., 2023)，研究了它们在受到多种现实缺陷影响后的纠缠特性。最后，我们提出了一种实验装置，将量子点单光子源产生的光子的典型宽带宽与量子存储器候选物（如高 Q 光机械膜）的带宽相匹配，带宽要窄几个数量级。因此，我们的建议可以有效地存储光子携带的量子比特。
利用线性光学和时频编码实现任意单量子比特门的并行合成
我们提出了新方法，用于精确合成具有高成功概率和门保真度的单量子比特幺正，同时考虑了时间箱和频率箱编码。所提出的方案可通过光谱线性光学量子计算 (S-LOQC) 平台进行实验，该平台由电光相位调制器和相位可编程滤波器（脉冲整形器）组成。我们评估了两种编码中任意门生成的两种最简单的 3 组分配置的保真度和概率性能，并使用单音射频 (RF) 驱动 EOM，为时间箱编码中任意单量子比特幺正的合成提供了精确的解析解。我们进一步研究了使用紧凑实验装置在多个量子比特上并行化任意单量子比特门，包括光谱和时间编码。我们系统地评估和讨论了 RF 带宽（决定驱动调制器的音调数量）以及不同目标门的编码选择的影响。此外，我们还量化了在实际系统中驱动 RF 音调时，可以并行合成的高保真 Hadamard 门的数量，且所需资源最少且不断增加。我们的分析将光谱 S-LOQC 定位为一个有前途的平台，可进行大规模并行单量子位操作，并可能应用于量子计量和量子断层扫描。
干涉量子引力测试中的噪声效应
然而，量子纠缠是一种脆弱的资源，各种退相干现象都可能危及它：因此，研究纠缠增强的仪器灵敏度在多大程度上能够抵御外部噪声至关重要。事实上，干涉仪永远不会完全与外部环境隔绝，而外部环境通常是退相干现象的来源。此外，许多基本理论预测在最底层、最基本的层面上存在各种时空非交换性 27 – 31 ；这些现象可以通过修改正则交换关系影响干涉仪内部光子的传播，从而导致进一步的噪声现象。所有这些不必要的影响都可能降低通过向仪器输入高度非经典的纠缠光所获得的灵敏度增强。开放量子系统 32 – 38 的一般理论（即与外部介质相互作用较弱的系统）可用于估计双干涉仪中外部环境产生的影响。在此框架中，实验装置内部光子的传播由量子动力学半群描述，从而推广了熟悉的幺正动力学。另一方面，正如大多数基于非交换几何的理论所预测的那样，最小长度的存在 29 – 31 可能导致广义不确定性原理，并因此导致光子模式算符遵循的玻色子正则交换关系的修改。下面，我们将详细讨论纠缠光子所提供的灵敏度增强是如何受到两种“噪声”源的影响的。特别是，我们将估计这些退相干现象的影响应该有多大，才能破坏在检测通过使用量子计量方法获得的量子引力效应时灵敏度的增强。
访问光博士的高维信息......
获取光/光子携带的信息对于信息科学的基础研究以及量子和经典层面的许多光应用都至关重要。在本次演讲中，我将首先介绍一系列直接断层扫描协议，这些协议可以表征各种类型的结构光或高维光子状态。首先，我们展示了一些用于 OAM 状态、拉盖尔-高斯模式和厄米-高斯模式的高性能模式分类器。然后，我们介绍一些无扫描直接断层扫描协议，这些协议可以测量高维空间模式、空间矢量模式和部分相干模式（混合状态）。这些直接断层扫描方法将读数直接与描述要测量的量子系统的复值状态向量或其他量相关联，因此可以显著降低高维状态断层扫描程序的复杂性。此外，我们表明可以设计断层扫描协议，以便可以在单个实验装置中获取描述光子状态所需的所有信息，而无需任何扫描。这对于量子和经典光子状态的实时计量尤其有趣。在工作的第二部分，我将介绍一些关于湍流环境中稳健的高信息容量光通信协议的最新工作。我将展示一种基于湍流弹性矢量光束的通信方案以及一种基于相位共轭的方案，以通过 340m 自由空间链路实现使用 OAM 模式的低串扰通信。最后，我还将介绍一种矢量相位共轭方案，该方案可通过 1 公里的多模光纤实现 210 空间模式通信。这些实现可以导致在现实环境中实际开展高维光通信。
验证先进的 APOLLO3® 确定性方案以表征 Jules Horowitz 辐照反应堆堆芯
JHR 是 CEA 卡达拉什正在建造的新型材料测试反应堆。目前，堆芯的中子特性是利用 HORUS3D/N 确定性方案计算的。该方案的工业路线采用两步法，首先是 APOLLO2 MOC 格子计算，然后是基于扩散理论的 CRONOS2 堆芯计算。APOLLO3 ® 是 CEA 新的确定性计算平台，它采用了先进的计算方法。在本文中，正在使用 APOLLO3 ® 带来的新方法为 JHR 建立一个新的参考计算方案。该计算方案通过 TRIPOLI4 ® 执行的参考随机模拟进行了验证。与在 APOLLO3 ® 中模拟 HORUS3D/N 方案的方案结果相比，格子步骤的改进可以显著减少燃料元件和 Hf 控制棒的吸收率偏差。新方案的主要变化在于使用子群自屏蔽法替代精细结构等效法。这些变化与细化几何网格和 383 能级组结构有关。来自晶格台阶的压缩截面用于计算插入五根 Hf 控制棒的 2D JHR 堆芯配置的中子平衡。新的计算方案中添加了堆芯反射器超级晶胞，以产生细化的反射器截面。使用较粗的 41 组结构执行的 MOC 2D 堆芯计算保留了晶格计算的改进，并可以更好地预测反应性和反应速率。下一步将使用包括堆芯实验装置在内的带耗尽层的 3D Sn MINARET 全堆芯计算。关键词：APOLLO3 ®、JHR、确定性计算方案、共振自屏蔽方法。
使用涂有热荧光层的铁磁薄膜检测和成像低频磁场
我们提出了一种基于热荧光的低频场测量和成像新方法。在介绍了该技术的原理和实验装置之后，我们展示了通过记录发光磁性薄膜的荧光信号，可以在相对较大的表面上几乎瞬间获得磁场制图。各种来源发射的电磁场的表征是一个重要问题，无论是民用还是国防应用（磁线圈、天线、电信、雷达、民用和军用航空、医学等）。可以通过单个探针执行电磁场测量以获得空间局部结果。对于可视化磁场的空间分布（历史上从沉积在一张纸上的铁屑中获得），有几种已知技术可用 [1 - 3]。使用移动探针的扫描系统是一种常见的商业解决方案 [4]。随着法拉第磁光成像 [5] 的发展，以及电子显微镜中洛伦兹或全息技术 [6] 的小规模发展，静态磁场的直接成像已经发展起来。集成电路和超大规模集成 (VSLI) 设备的近场测量可以通过使用空间分辨率为几百微米或更低的小探针扫描来解决 [6,7]。这种分辨率确实非常适合 EMC 和 EMI 测量，因此受到国际标准 (IEC61967 和 IEC62132) 的推荐 [8]。对于动态场观测，适当的方法是基于频闪成像，通过铁磁传感器的磁化变化实时演变磁场，直至亚纳秒级（例如，参见 M.R. 的评论。Freeman 等人。[10]。然而，这些技术对于常规表征来说相当复杂且耗时。在相对较短的时间内获得磁场映射更加困难。具有竞争力的
真实量子处理单元上的量子模式识别
摘要 量子计算最有前途的应用之一是处理图像等图形数据。在这里，我们研究了基于交换测试实现量子模式识别协议的可能性，并使用 IBMQ 噪声中型量子 (NISQ) 设备来验证这个想法。我们发现，使用双量子比特协议，交换测试可以有效地以良好的保真度检测两个模式之间的相似性，尽管对于三个或更多量子比特，真实设备中的噪声会变得有害。为了减轻这种噪声影响，我们采用破坏性交换测试，这显示出三量子比特状态的性能有所提高。由于云对较大 IBMQ 处理器的访问有限，我们采用分段方法将破坏性交换测试应用于高维图像。在这种情况下，我们定义了一个平均重叠度量，当在真实 IBMQ 处理器上运行时，它可以忠实地区分两个非常不同或非常相似的模式。作为测试图像，我们使用具有简单模式的二进制图像、灰度 MNIST 数字和时尚 MNIST 图像，以及从磁共振成像 (MRI) 获得的人体血管的二进制图像。我们还介绍了一种利用金刚石中的氮空位 (NV) 中心进行破坏性交换测试的实验装置。我们的实验数据显示单量子比特状态具有高保真度。最后，我们提出了一种受量子联想记忆启发的协议，其工作方式类似于监督学习，使用破坏性交换测试进行量子模式识别。
微型冷却塔的设计、制造及其评估
摘要：冷却塔是工业冷却系统中的关键部件，在散热和维持各种工艺的最佳工作温度方面发挥着重要作用。本研究重点关注微型冷却塔的设计、制造和性能评估，利用不同的冷却介质来评估其有效性和效率。该研究全面探索了冷却塔运行所依据的热力学原理，包括热交换、蒸发的力学原理和环境条件的作用。对材料进行了彻底的选择，以确保耐用性、成本效益和最佳热性能。设计阶段包括创建微型冷却塔的详细蓝图，考虑结构完整性、气流管理和水分配等因素。接下来是制造过程，通过精确的施工技术和组装方法将设计变为现实。使用三种不同的冷却介质进行性能评估：水、空气和纳米流体。水的比热容高，在传统冷却塔中广泛使用，因此对其进行了测试。空气因其减少用水量和环境影响的潜力而受到评估，而纳米流体因其增强的热性能而受到测试，以提高传热速率的能力。实验装置经过精心设计，以模拟真实世界的运行条件，并采用精确的测量仪器来捕获性能指标，例如温度下降、传热速率和总体效率。对数据的比较分析可以深入了解每种冷却介质在不同环境条件下的相对性能。该研究的结果有助于更深入地了解冷却塔动力学，并强调了优化设计以提高效率和可持续性的潜在途径。未来研究和开发的建议侧重于先进材料和创新冷却介质，以进一步提高冷却塔在工业应用中的性能。关键词：微型冷却塔、冷却介质、热力学、性能评估、纳米流体