核方法是机器学习中最流行的技术之一,其中学习任务是利用再生核希尔伯特空间 (RKHS) 的性质来解决的。在本文中,我们提出了一种具有再生核希尔伯特 C ∗ 模块 (RKHM) 的新型数据分析框架,它是 RKHS 的另一种推广,而非矢量值 RKHS (vv-RKHS)。使用 RKHM 进行分析使我们能够比 vv-RKHS 更明确地处理变量之间的结构。我们展示了在希尔伯特 C ∗ 模块中构建正交系统的理论有效性,并推导了在数值计算中使用这些理论性质在 RKHM 中进行正交化的具体程序。此外,我们应用这些来推广 RKHM 核主成分分析和具有 Perron-Frobenius 算子的动态系统分析。我们还使用合成和真实世界数据研究了我们的方法的经验性能。
压缩态是连续变量 (CV) 量子信息处理的主要资源。为了以可扩展且稳健的方式实现 CV 协议,最好使用集成光子学平台生成和操纵压缩态。在本信中,我们展示了使用具有双泵四波混频过程的小型氮化硅微谐振器在射频载波边带中生成正交相位压缩态。我们记录的压缩噪声水平比光电流散粒噪声低 1.34 dB(0.16 dB),这相当于芯片上 3.09 dB(0.49 dB)的正交压缩。我们还表明,考虑泵浦场的非线性行为对于正确预测此系统中可以产生的压缩至关重要。这项技术代表着朝着创建和操纵可用于量子信息应用(包括通用量子计算)的大规模 CV 簇状态迈出了重要一步。
许多最先进的技术被用来提高频谱效率,其中认知无线电和多址接入是最有前景的技术。在认知无线电通信中,频谱感知是最基本的部分,其准确性对频谱利用率有重大影响。此外,由于复杂的无线电环境,多用户CSS已被提出作为一种完善的解决方案。NOMA作为5G中的一项基本技术,在提高频谱效率和承载大规模连接方面具有巨大的前景。在本文中,我们为NOMA提出了一种新颖的CSS框架,以进一步提高频谱效率。考虑到NOMA复杂的物理层实现,我们引入了一种基于AI的解决方案,以良好的准确率和可接受的复杂度协同感知频谱。数值结果验证了我们提出的解决方案的有效性。
我们开发了一种干涉技术,用于对光学晶格中非平衡超冷玻色子的场正交算子进行时间分辨测量。该技术利用磁性原子的内部状态结构来创建两个具有不同自旋状态和晶格位置的原子子系统。费什巴赫共振会关闭一个自旋子系统中的原子间相互作用,使其成为一个特征明确的参考状态,而另一个子系统中的原子则会在可变的保持时间内经历非平衡动力学。通过第二次光束分裂操作干涉子系统,通过检测相对自旋布居,可以对相互作用的原子进行时间分辨的正交测量。该技术可以为各种哈密顿量和晶格几何形状(例如立方、蜂窝、超晶格)提供正交测量,包括具有隧穿、使用人工规范场的自旋轨道耦合和高频带效应的系统。通过分析隧穿可忽略的深晶格的特殊情况,我们获得了正交可观测量及其涨落的时间演化。作为第二个应用,我们表明干涉仪可用于测量原子间相互作用强度,超海森堡标度为 ¯ n − 3 / 2(平均每个晶格点的原子数),标准量子极限标度为 M − 1 / 2(晶格点数)。在我们的分析中,我们要求 M ≫ 1,并且对于实际系统,¯ n 很小,因此总原子数 N = ¯ nM 的缩放低于海森堡极限;尽管如此,在此系统中应该可以进行基于相互作用的量子计量学的缩放行为测试。
摘要 强关联化学和材料系统的变分算法是近期量子计算机最有前途的应用之一。我们提出了变分量子特征值求解器的扩展,它通过求解由一组参数化量子态组成的子空间中的广义特征值问题来近似系统的基态。这允许在不显著增加电路复杂性的情况下系统地改进逻辑波函数假设。为了最大限度地降低这种方法的电路复杂性,我们提出了一种有效测量哈密顿量的策略,并在由与总粒子数算子交换的电路参数化的状态之间重叠矩阵元素。该策略使状态准备电路的大小加倍,但没有使其深度加倍,同时相对于标准变分量子特征值求解器增加了少量额外的两量子比特门。我们还提出了一种经典的蒙特卡罗方案来估计由有限数量的矩阵元素测量引起的基态能量的不确定性。我们解释了如何扩展此蒙特卡罗程序以自适应地安排所需的测量,从而减少给定精度所需的电路执行次数。我们将这些想法应用于两个模型强关联系统,即 H 4 的方形配置和己三烯 (C 6 H 8 ) 的 π 系统。
摘要 — 量子计算有可能为许多具有挑战性或超出传统计算机能力的问题提供解决方案。渲染中有几个问题可以用量子计算机解决,但这些问题尚未在实践中得到证实。这项工作迈出了将量子计算应用于渲染中最基本的操作之一的第一步:射线投射。该技术计算由一组几何图元描述的 3D 世界模型中两点之间的可见性。对于给定的射线,该算法返回与其原点最接近的图元相交。如果没有空间加速结构,此操作的经典复杂度为 O(N)。在本文中,我们提出了一种用于射线投射的 Grover 算法(一种量子搜索算法)的实现。这提供了二次加速,允许在 O(√) 中对非结构化图元进行可见性评估
摘要 — 欧洲 6G 旗舰项目 Hexa- X 提出,第六代 (6G) 无线通信系统预计将集成智能、通信、传感、定位和计算。这种集成的一个重要方面是集成传感和通信 (ISAC),其中传感和通信系统使用相同的波形,以应对频谱稀缺的挑战。最近,提出了正交时频空间 (OTFS) 波形来解决 OFDM 在未来某些无线通信系统中由于高多普勒频移而导致的局限性。在本文中,我们回顾了 ISAC 系统的现有 OTFS 波形,并为未来的研究提供了一些见解。首先,我们介绍 OTFS 的基本原理和系统模型,并对这项创新技术的核心概念和架构提供基础性的理解。随后,我们概述了基于 OTFS 的 ISAC 系统框架。我们全面回顾了 OTFS 辅助 ISAC 系统领域的最新研究发展和最新技术,以全面了解当前的形势和进步。此外,我们对支持 OTFS 的 ISAC 操作和传统 OFDM 进行了彻底的比较,突出了 OTFS 的独特优势,尤其是在高多普勒频移场景中。随后,我们解决了基于 OTFS 的 ISAC 系统面临的主要挑战,确定了潜在的限制和缺点。最后,我们提出了未来的研究方向,旨在激发 6G 无线通信领域的进一步创新。
申请编号:GAN12-114A-E0011课程:微波及毫米波频率合成器(null)计画:使用0.12μm氮化镓制程实现正交反射型调变器(I/q反射型调制器中的0.12μmGan-Hemt过程中)晶片形式
作者要感谢 Sander van der Pijl 在软件开发过程中提供的帮助。Janet Becker 和 Mark Merrifield 提供了 PILOT 数据,并感谢他们就 Ipan 礁动力学进行的富有成效的讨论。Bart Grasmeijer 提供了 COAST3D 数据和报告。Ellen Quataert 大大改进了 BIRNM XBeach 模型的第一个版本。感谢允许使用美国陆军工程兵水道实验站沿海工程研究中心实地研究设施提供的数据。
极化转换是光子学和量子光学元件中现代应用的基础。尽管他们的应用兴趣,但仍需要基本的理论和实验努力来利用极化光学的全部潜力。在这里,我们揭示了琼斯矩阵的两个非正交特征态的连贯超级位置可以极大地提高与经典正交极化光学的任意极化变换的效率。通过用堆叠和扭曲的配方利用跨表面,我们实施了一种强大的配置,称为“非正交跨额叶”,并在实验上证明了任意输入输出偏转模式,以达到近乎100%的传输效率,以宽敞的宽带和角度增强范围和角度增强方式。此外,我们提出了一种路由方法,以投射具有四链循环圆极化成分的独立相全息图。我们的结果概述了一个强大的范式,以实现极有效的极化光学元件,以及在微波和光学频率下进行通信和信息加密的极化多路复用。