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非线性多谐振量子光子陀螺仪中 Fisher 信息的贝叶斯优化
摘要：我们提出了一种基于非线性多谐振光学器件的片上陀螺仪，该器件位于薄膜𝜒 (2) 谐振器中，同时兼具高灵敏度、紧凑外形和低功耗。我们从理论上分析了一种新颖的整体度量标准——多谐振非线性光子腔的 Fisher 信息容量，以充分表征我们的陀螺仪在基本量子噪声条件下的灵敏度。利用贝叶斯优化技术，我们直接最大化非线性多谐振 Fisher 信息。我们的整体优化方法协调了多种物理现象的和谐融合——包括噪声压缩、非线性波混频、非线性临界耦合和非惯性信号——所有这些都封装在单个传感器谐振器中，从而显著提高了灵敏度。我们表明，与具有相同占地面积、内在品质因数和功率预算的散粒噪声受限线性陀螺仪相比，可以实现约 470 × 的改进。
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09:00 – 09:25 利用电场研究超导量子比特中的缺陷 Jürgen Lisenfeld，卡尔斯鲁厄理工学院 09:25 – 09:50 我们能否进一步减少超导量子振荡器中的耗散和失相？ Ioan M. Pop，卡尔斯鲁厄理工学院 09:50 – 10:15 声子阱可降低超导电路中非平衡准粒子的密度 Francesco Valenti，卡尔斯鲁厄理工学院 10:15 – 10:20 参观 PTB 实验室的一些细节 10:20 – 10:50 咖啡休息 10:50 – 11:15 紧凑型 3D 量子存储器的最佳控制 Frank Deppe，加兴理工大学 / 慕尼黑理工大学和 MCQST 大学 11:15 – 11:40 三波混频行波约瑟夫森参量放大器的开发挑战 Christoph Kissling，不伦瑞克 PTB
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09:00 – 09:25 利用电场研究超导量子比特中的缺陷 Jürgen Lisenfeld，卡尔斯鲁厄理工学院 09:25 – 09:50 我们能否进一步减少超导量子振荡器中的耗散和失相？ Ioan M. Pop，卡尔斯鲁厄理工学院 09:50 – 10:15 声子阱可降低超导电路中非平衡准粒子的密度 Francesco Valenti，卡尔斯鲁厄理工学院 10:15 – 10:20 参观 PTB 实验室的一些细节 10:20 – 10:50 咖啡休息 10:50 – 11:15 紧凑型 3D 量子存储器的最佳控制 Frank Deppe，加兴理工大学 / 慕尼黑理工大学和 MCQST 大学 11:15 – 11:40 三波混频行波约瑟夫森参量放大器的开发挑战 Christoph Kissling，不伦瑞克 PTB
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09:00 – 09:25 利用电场研究超导量子比特中的缺陷 Jürgen Lisenfeld，卡尔斯鲁厄理工学院 09:25 – 09:50 我们能否进一步减少超导量子振荡器中的耗散和失相？ Ioan M. Pop，卡尔斯鲁厄理工学院 09:50 – 10:15 声子阱可降低超导电路中非平衡准粒子的密度 Francesco Valenti，卡尔斯鲁厄理工学院 10:15 – 10:20 参观 PTB 实验室的一些细节 10:20 – 10:50 咖啡休息 10:50 – 11:15 紧凑型 3D 量子存储器的最佳控制 Frank Deppe，加兴理工大学 / 慕尼黑理工大学和 MCQST 大学 11:15 – 11:40 三波混频行波约瑟夫森参量放大器的开发挑战 Christoph Kissling，不伦瑞克 PTB
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09:00 – 09:25 利用电场研究超导量子比特中的缺陷 Jürgen Lisenfeld，卡尔斯鲁厄理工学院 09:25 – 09:50 我们能否进一步减少超导量子振荡器中的耗散和失相？ Ioan M. Pop，卡尔斯鲁厄理工学院 09:50 – 10:15 声子阱可降低超导电路中非平衡准粒子的密度 Francesco Valenti，卡尔斯鲁厄理工学院 10:15 – 10:20 参观 PTB 实验室的一些细节 10:20 – 10:50 咖啡休息 10:50 – 11:15 紧凑型 3D 量子存储器的最佳控制 Frank Deppe，加兴理工大学 / 慕尼黑理工大学和 MCQST 大学 11:15 – 11:40 三波混频行波约瑟夫森参量放大器的开发挑战 Christoph Kissling，不伦瑞克 PTB
标题：约瑟夫森行波参量放大器... - EURAMET
量子传感器、量子信息电路、超导量子比特等领域的最新发展以及更广泛的天文探测和现代通信都依赖于微波光子的精确探测。然而，用于可靠和灵敏地表征固态量子电路（特别是超低功率和光子微波电路）的计量工具严重缺乏。不仅需要确定微波功率，还需要精确和准确地确定单光子特性（包括时间和相位）以及多光子特性（例如重合和纠缠）。目前最先进的低温放大器在高噪声温度方面不足，全球正在探索新型放大器以在灵敏度的量子极限下运行。参数放大器是目前已知的唯一一种实现微波信号量子极限灵敏度的方法。然而，实现足够大且足够平坦的带宽（例如从大约 1 GHz 到 10 GHz）仍然是一项具有挑战性的任务。在具有三波混频的行波放大器中，可以改善当前的情况，但三波混频仅在具有非中心对称非线性的介质中才有可能。设计具有大且可控的非中心对称非线性的非线性介质（量子超材料）的可能性是量子光学的一个重要目标，并且将
标题：约瑟夫森行波参量放大器及其在计量学中的应用
量子传感器、量子信息电路、超导量子比特等领域的最新发展以及更广泛的天文探测和现代通信都依赖于微波光子的精确探测。然而，用于可靠和灵敏地表征固态量子电路（特别是超低功率和光子微波电路）的计量工具严重缺乏。不仅需要确定微波功率，还需要精确和准确地确定单光子特性（包括时间和相位）以及多光子特性（例如重合和纠缠）。目前最先进的低温放大器在高噪声温度方面不足，全球正在探索新型放大器以在灵敏度的量子极限下运行。参数放大器是目前已知的唯一实现微波信号量子极限灵敏度的方法。然而，实现足够大且足够平坦的带宽（例如从约 1 GHz 到 10 GHz）仍然是一项具有挑战性的任务。在具有三波混频的行波放大器中，目前的情况是可以改善的，但三波混频只有在具有非中心对称非线性的介质中才有可能。设计具有大且可控的非中心对称非线性的非线性介质（量子超材料）的可能性是量子光学的一个重要目标，它将实现参数增益、压缩和纠缠光子对的产生，为它们在量子信息处理和通信（QIPC）中的应用铺平道路。这种量子超材料可以借助约瑟夫森技术进行设计，并且可以同时实现具有三波混频的 JTWPA 和微波领域量子光学电路的优异特性。
一种高效绝热 4 位阵列乘法器，适用于低功耗...
摘要 本研究提出了一种创新技术，基于一种高效的低功耗 VLSI 方法，设计用于信号和图像处理中混频电路应用的 4 位阵列乘法器。建议的架构使用近阈值区域的绝热方法来优化传播延迟和功耗之间的权衡。乘法器是许多数字电子环境中必不可少的组件，因此诞生了许多针对特定应用定制的乘法器类型。与传统 CMOS 技术相比，该技术显著降低了动态和静态功耗。近阈值绝热逻辑 (NTAL) 使用单个时变电源实现，从而简化了时钟树管理并提高了能源效率。使用 Tanner EDA 工具和 Spectre 模拟器在 TSMC 65 nm 技术节点上对建议的设计进行仿真，以确保验证优化结果。与典型的 CMOS 方法相比，在保持相似设计参数的情况下，可变频率、电源电压和负载电容的功耗分别显著改善了约 66.6%、14.4% 和 64.6%。值得注意的是，随着频率变化，负载电容保持恒定在 C load = 10 pF 和 VDD (max) = 1.2 V；随着电源电压变化，负载电容保持恒定在 C load = 10 pF 和频率 F = 4 GHz；随着负载电容变化，频率保持在 F = 4 GHz 和电源电压 VDD (max) = 1.2 V。关键词：- 4 位阵列乘法器、绝热逻辑、低功耗 VLSI、近阈值区域、NTAL 方法、TSMC 65 nm CMOS 技术、混频器电路、信号和图像处理、能源效率、Tanner EDA、Spectre 模拟器和功耗优化。
由文建明提供
量子信息科学正处于变革的十字路口，即将彻底改变计算、密码学、通信、网络、计量、传感和成像等多个领域。在各种量子系统中，光子量子比特和中性原子是这场量子革命的关键催化剂。本演讲探讨了这些平台的协同融合，重点是通过相干原子集合中的自发四波混频 (SFWM) 开创窄带纠缠双光子源 [1,2]。值得注意的是，我们最近取得了一项独特的成就，首次通过热原子蒸汽中的自发六波混频 (SSWM) 创建了可靠的真正 W 级三光子源 [3]，其产生速率达到了前所未有的水平。重要的是，这一突破无意中揭示了与几个世纪以来数学和天体力学中著名的三体问题的深刻联系。我们的旅程从基础量子概念开始，调查替代量子比特平台，并深入研究传统的双光子生成方法，如自发参数下转换 (SPDC) 和固体材料中的 SFWM。我们揭示了我们在相干原子内窄带双光子和三光子生成方面的最新突破，有望实现长距离量子信息处理和网络。单光子具有不可动摇的量子特性，可作为多功能信息载体，而中性原子则为培育长寿命量子比特和量子存储器提供了理想的环境。我们揭开了中性原子纠缠生成背后的复杂机制的神秘面纱，揭示了 SFWM 和 SSWM 原理。演讲最后展示了我们的最新进展，强调了我们在窄带纠缠光子中产生无与伦比的相干性和可调谐性的能力。这些属性推动了可扩展量子网络的发展，连接了量子处理器并实现了安全的全球信息交换。当我们踏上这段启迪之旅时，我们阐明了单光子和中性原子在推进量子信息科学和技术中的关键作用，激发了迈向量子未来的新研究途径。