摘要 高质量 Greenberger–Horne–Zeilinger (GHZ) 状态的分布是许多量子通信任务的核心,从扩展望远镜的基线到秘密共享。它们还在分布式量子计算的纠错架构中发挥着重要作用,其中可以利用贝尔对来创建量子计算机的纠缠网络。我们研究了在量子网络上从非完美贝尔对中创建和提炼 GHZ 状态的过程。具体来说,我们引入了一种启发式动态规划算法来优化大量创建和净化 GHZ 状态的协议。所有考虑的协议都使用基于目标状态(即 GHZ 状态)非局部稳定算子测量的通用框架,其中每个非局部测量都会消耗另一个(非完美)纠缠态作为资源。在没有退相干和局域门噪声的情况下,新协议的表现优于以前的提案。此外,这些算法可以用于寻找涉及任意数量参与方和任意数量纠缠对的协议。
约翰·M·格伦斯菲尔德是一名科学家和前宇航员,在载人太空探索、空间科学任务和国家空间政策方面具有丰富的领导经验。他曾担任美国宇航局宇航员、科学副局长和华盛顿特区美国宇航局总部首席科学家。作为副局长,他的职责包括每年 70 亿美元的地球科学、天体物理学、行星科学、太阳物理学、詹姆斯·韦伯太空望远镜和 NOAA 气象卫星计划。此前,他曾担任巴尔的摩空间望远镜科学研究所副主任,管理哈勃太空望远镜和即将推出的詹姆斯·韦伯太空望远镜的科学项目。格伦斯菲尔德的科学研究领域是行星科学和寻找地球以外的生命。他对地球和气候科学以及应对气候变化的策略有着深厚的了解。格伦斯菲尔德也是一名狂热的探险家,喜欢登山、骑自行车、航海和驾驶小型飞机。
EELT 仪器 望远镜需要仪器来探测光子并生成数字图像和光谱。正如可以预料的那样,这些仪器也带来了重大的工程挑战。人们正在研究一系列仪器概念来解决科学问题,从探测和了解系外行星,到早期宇宙中星系的成像光谱。这些仪器的光谱范围从 0.35 到 14 μm,光谱分辨率 (λ/Δλ) 从几十到 150,000,视场从 1 角秒到 10 角分。这里展示了英国-法国 EAGLE 概念的一个例子,它展示了技术挑战。该仪器旨在通过同时收集和分析来自 20 个星系的红外光来提高望远镜的效率。机器人目标选择系统用于将拾取镜放置在仪器焦平面上的星系图像上。光束控制镜将这些图像中继到一组成像光谱仪。每个通道都包含一个自适应光学系统,该系统采用一种称为多目标自适应光学的新技术。EAGLE 仪器将使人们能够研究早期宇宙中的星系动态,以帮助了解它们是如何形成的以及它们中恒星形成的速度有多快。
立方体卫星等纳米卫星的可用体积对望远镜直径施加了物理限制,限制了可实现的空间分辨率和光度测定能力。例如,12U 立方体卫星通常仅具有足够的体积来容纳直径为 20 厘米的单片望远镜。在本文中,我们介绍了可部署光学器件的最新进展,该器件可在 6U 立方体卫星中容纳直径 30 厘米以上的望远镜,其中 4U 的体积专用于有效载荷,2U 的体积专用于卫星总线。为了达到这种高紧凑度,我们在发射时折叠主镜和次镜,然后在空间中展开和对齐。通过控制每个镜段的活塞、倾斜和倾斜,可实现可见光谱部分的衍射极限成像质量。在本文中,我们首先描述整体卫星概念,然后报告有效载荷的光机设计以部署和调整镜子。最后,我们讨论了主镜的自动相位控制,以控制望远镜的最终光学质量。
摘要。我们提出了一项全面的数值研究,对梁导演望远镜的主镜上的热诱导的光差。尤其是我们研究了高功率激光诱导的变形,导致的单色畸变及其对成像和激光聚焦的影响,在共享的孔径束主系统中,原代望远镜镜的性能。作为一个实际的例子,我们考虑了一个基于6×4 kW的单模高功率激光源和具有500 mm圆形透明孔径的主镜。单色畸变的详细组合及其对光学性能的影响是为硼硅酸盐和Zerodur®基材提供的,具有相同的反射涂层,用于电流激光束主管的应用。我们的分析表明,使用Athermal底物(即Zerodur®),高功率激光器可以有效地指向具有高反射性涂层(> 99.9%)的主镜子的成像降解。另一方面,只有在严格控制的环境温度下,具有相对较高的热膨胀系数(即硼硅酸盐)的底物才能有效使用。©2021光学仪器工程师协会(SPIE)[doi:10.1117/1.oe.60.6.6.065102]
准确稳定的航天器指向是许多天文观测的要求。特别挑战纳米卫星,因为表面积不利 - 质量比和甚至最小的态度控制系统所需的量。这项工作探讨了无执行器精度或执行器引起的干扰(例如抖动)不受限制的机构中对天体物理态度知识和控制的局限性。对原型6U立方体上的外部干扰进行了建模,并根据可用体积内的望远镜的可用恒星量和掌握限制感测知识计算。使用模型预测的控制方案集成了这些输入。对于1 Hz的简单测试用例,具有85毫米望远镜和单个11级恒星,可实现的身体指向预计为0.39弧秒。对于更一般的限制,可以整合可用的星光,可实现的态度感应大约为1毫米秒,这导致了应用控制模型后的20 milliarcseconds的预测身体指向精度。这些结果表明,在达到天体物理和环境限制之前,态度传感和控制系统的重大空间。
该项目旨在设计一种快速 ADC (FADC),用于伽马射线望远镜的相机。未来几年,将开发一种基于硅光电传感器 (SiPM) 的新型相机,旨在为 CTA (https://www.cta-observatory.org) 的大型望远镜 (LST) 提供未来解决方案。SiPM 的使用与创新读出电子设备的开发相结合,不仅可以延长观测时间并提高相机的坚固性,还可以提高整个能谱的性能。位于纳沙泰尔的 EPFL 的 Aqua 团队的使命是建模和开发基于量子设备的硬件/软件系统。重点是高速 2D/3D 光学传感、嵌入式和可重构处理架构、单光子雪崩设备 (SPAD) 和设计优化技术。在这个项目中,Aqua 参与了 LST 合作中这些创新相机的研发,包括前端和读出电子设备。该项目的挑战是实现所需的高速度,同时降低整个系统 8,000 个通道所需的总功率。该项目包括专用 ASIC 的设计和生产。
Terahertz(THZ)技术提供了从卫星和望远镜的校准目标到通信设备和生物医学成像系统的机会。一个主组件将是具有切换性的宽带THZ吸收器。然而,稀缺的具有光学切换的材料,它们的调制大多在狭窄的带宽下可用。在吸收或传播中实现具有大型和宽带调制的材料构成了关键的挑战。这项研究表明,进行聚合物 - 纤维素气凝胶可以提供宽带THZ光的调制,其调制范围很大,概率为≈13%至91%,同时保持镜面反射损失<-30 dB。特殊的THZ调制与导电聚合物的异常光学电导率峰有关,从而增强其氧化态的吸收。这项研究还证明了通过简单的化学修饰降低表面亲水性的可能性,并表明在光学频率下宽带吸收气凝剂可以通过太阳能诱导的加热来降低质量。这些低成本,水溶液可加工,可持续和生物友好的气凝胶可能会在下一代智能THZ设备中使用。
地球同步赤道轨道(GEO)是许多重要空间资产的所在地,例如远程通讯和导航卫星。GEO中监视居民空间对象(RSO)是实现空间情境意识(SSA)和保护批判空间资产的关键方面。然而,由于目标的极端距离以及包括云的缘故,大气/天气效应,光污染,传感器噪声/缺陷和恒星闭合,因此基于地面的地理对象进行了挑战。Kelvins Spotgeo挑战旨在确定来自低成本地面望远镜的图像在多大程度上可用于检测GEO和近Geo RSO,仅来自没有任何其他元数据的光度信号。同时,Spotgeo数据集还解决了有关卫星检测问题的计算机视觉观点中缺乏公开可用的数据集;通过组装和释放这样的数据集,我们希望在光学检测RSO上付出更多的努力,并为现有方法和将来的方法提供客观的台式标记。在这项工作中,我们介绍了Spotgeo数据集开发,Challenge设计,评估指标和结果分析的详细信息。
建立从学术研究到最终用户的供应链。它认为英国可以将量子科学转化为军事和安全创新,然后进行大规模工业化。这样,英国将成为世界舞台上的主要参与者。Dstl 在量子格局文件中确定的量子技术有可能为英国创造财富做出贡献,并产生颠覆性的国防和安全能力。例如,量子传感提供的前所未有的精度水平将使一些更先进的概念的发展成为可能,例如“重力望远镜”。通过使用高灵敏度的量子设备测量重力场,可以推断出创建局部场的质量分布,从而形成图像。这种类似望远镜的设备可以让我们利用重力测量来识别和成像大质量物体,例如隐藏的致密金属物体,或地下隧道或天坑等空洞,甚至可以生成地下水资源的详细地图。更详细地探测石油和天然气储量可以实现更高效的开采,对经济产生潜在的巨大影响;石油开采量仅增加 1% 就可能带来数十亿英镑的附加值。随着单位价格的下降,城市群下方的土木工程和服务维护可能代表更大规模的市场。