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开放系统中随时间演化的量子叠加和相干图的丰富内容
我们讨论了与耗散环境耦合的多态系统随时间演化的约化密度矩阵 (RDM) 的一般特征。我们表明，通过相干图，即系统站点方格上 RDM 实部和虚部的快照，可以有效且透明地可视化动态的许多重要方面。特别是，相干图的扩展、符号和形状共同表征了系统的状态、动态的性质以及平衡状态。系统的拓扑结构很容易反映在其相干图中。行和列显示量子叠加的组成，它们的填充表示幸存相干的程度。虚 RDM 元素的线性组合指定瞬时群体导数。主对角线包含动力学的非相干分量，而上/下三角区域产生相干贡献，从而增加 RDM 的纯度。在开放系统中，相干图演变为围绕主对角线的带，其宽度随温度和耗散强度的增加而减小。我们用具有 Frenkel 激子耦合的 10 位模型分子聚集体的例子来说明这些行为，其中每个单体的电子态都耦合到谐波振动浴中。
使用 NISQ 量子计算机对 (1 + 1) 场论进行实时 Trotter 演化的索引改进
摘要。当今的量子计算机提供了对高能物理激发的量子场论散射过程进行实时计算的可能性。为了遵循已建立的在欧几里得时间计算静态属性的成功路线图，开发新的算法来处理当前嘈杂的中尺度量子 (NISQ) 设备的局限性并建立使用不同设备取得的进展的定量指标至关重要。在本文中，我们报告了这些方向的最新进展。我们表明，Trotter 误差的非线性方面使我们能够采取比低阶分析建议的更大的步骤。这对于使用当今的 NISQ 技术达到物理相关的时间尺度至关重要。我们建议使用一个指数来平均准确计算的 Trotter 站点占用演化与 NISQ 机器上的实际测量值之间的差异的绝对值 (G 指数) 作为衡量标准，以比较从不同硬件平台获得的结果。我们使用具有四个站点的一维空间横向 Ising 模型，将此度量应用于多个硬件平台。我们研究了包括读出缓解和 Richardson 外推在内的结果，并表明基于对 Trotter 步长修改的分析，缓解测量非常有效。我们讨论了 Trotter 步长程序中的这一进步如何改善量子计算物理散射结果，以及如何将这一技术进步应用于其他机器和噪声缓解方法。
智利中南部安第斯山脉大型山体滑坡（南纬 32-34.5°）：构造控制及其对第四纪地貌演化的意义
分析了智利中部安第斯山脉南部（32 – 34.5 S）上新世至近期大型（N 0.1 平方公里）岩崩的分布和年龄，以确定岩崩触发机制及其对区域景观演变的影响。大多数岩崩发生在西部主科迪勒拉山脉，并沿着主要地质构造聚集。变异分析显示岩崩、地质构造和浅层地震之间存在空间相关性。使用现有的 14 C 和 40 Ar/ 39 Ar 日期以及选定岩崩的新宇宙成因核素暴露年龄校准了相对年代序列。使用岩崩区域分布的经验关系估计了岩崩引起的沉积物产量。在整个第四纪，岩石滑坡将沉积物输送到溪流中，其速率相当于 0.10± 0.06 mm a − 1 的剥蚀速率，而使用短期（20 年）地震记录的估计值为 0.3 − 0.2 +0.6 mm a − 1 。沉积物转移的估计值和岩石滑坡的空间分布反映了一种地貌，其中构造和地质对剥蚀的控制比气候更为重要。© 2008 Elsevier B.V. 保留所有权利。
量子和经典绝热演化之间的差异
绝热进化是时间调制的超材料的新兴设计原理，通常受到拓扑量子计算（例如编织操作）的见解的启发。然而，对经典绝热超材料的追求源于以下假设：经典和量子绝热进化是等效的。我们表明，只有在所有频段的频率距离距0的频率之间，并且在经典系统中不能再现了量子绝热演化的某些实例，例如量子绝热演化的某些实例，例如量子绝热演化的某些实例，例如量子绝热进化的某些实例，在经典系统中不能再现。这是因为模式耦合在经典力学上根本不同。我们得出经典条件，以确保绝热性，并证明只有在这些条件下（与量子绝热条件不同），单个带浆果相位和Wilczek-Zee矩阵的任何地方都会出现，而堕落的波段则出现，因为它们会出现，这是编码经典绝热进化的几何形状的有意义的数量。最后，对于一般的多频道系统，我们在非亚伯仪仪上的经典系统潜力中发现了一个校正项。
![arXiv:2209.02695v4 [quant-ph] 2024 年 6 月 10 日](/simg/4\4d43cc476c9c1ef6b22e9556f494ab0082418d9b.png)
arXiv:2209.02695v4 [quant-ph] 2024 年 6 月 10 日
表示子系统 B 过程作用的 ˜ VB 在 U(t) 作用时间演化的海森堡画图中具有 ˜ VB(t)=U†(t) ˜ VBU(t) 的表示。
对从培养皿到患者到人群的微生物学的年度审查：驱动抗生素耐药性的量表和进化机制
应对抗生素耐药性造成的挑战需要了解其进化背后的机制。与任何进化过程一样，抗菌耐药性（AMR）的进化是由细菌种群中的基本变化和作用于其作用的选择性压力所驱动的。重要的是，选择和变异都取决于考虑抗性演化的规模（从单个患者内的进化到宿主人群水平）。实验室实验已经对抗生素耐药性演化的机制产生了基本见解，但现在整个基因组测序的技术进步如今，现在可以探测实验室以外的抗生素耐药性演变，并直接记录了单个患者和宿主群体和宿主种群。在这里，我们回顾了在每个量表中驱动抗生素耐药性的进化力，在我们当前对AMR进化的理解中的高光差距，并讨论了进化引导的干预措施的未来步骤。
相对论经典和量子力学系统的几何信息流和 G. Perelman 熵
摘要 本文介绍了（相对论）拉格朗日-汉密尔顿力学系统几何流的经典和量子信息理论。描述了 G. Perelman 熵泛函的正则非完整变形和经典力学系统的几何流演化方程的基本几何和物理性质。研究了此类 F 和 W 泛函在 Lorentz 时空流形和三维类空超曲面上的投影。这些泛函用于阐述拉格朗日-汉密尔顿几何演化的相对论热力学模型以及各自的广义汉密尔顿几何流和非完整 Ricci 流方程。非完整 W 熵的概念是作为经典香农熵和量子冯诺依曼熵的补充而开发的。考虑了基于经典和量子相对熵、条件熵、互信息和相关热力学模型的方法的几何流泛化。利用密度矩阵的形式和量子通道的测量来阐述量子力学系统演化的量子几何流信息理论的这些基本成分和主题。
在没有 Toffoli 门的情况下估计量子模拟中的精确能量
在数字量子模拟中，量子计算机充当难以用传统方法预测的系统的通用模拟器。然而，该领域的目标不仅仅是简单地用一个系统模仿另一个系统：在将模型的哈密顿量映射到量子比特上之后，采用量子算法提取其光谱和特征态。这种算法中可能最复杂的是量子相位估计，它允许人们通过对模拟时间演化的傅里叶分析（在模型哈密顿量下）投射到光谱特征态。然而，尽管概念简单，量子相位估计在技术层面上具有挑战性。它的要求不仅超出了当前硬件的能力，而且它很可能在未来带来技术挑战。部分问题在于时间演化无法精确模拟，而通常必须近似。正如 [ 1 ] 中最初所建议的那样，这可以通过 Trotterization 实现，这意味着模拟器被设计为在精确时间演化的频闪片段中演化。演化的时间周期越短，近似值越精确，但量子相位估计对于较长的时间演化具有更好的分辨率 [2,3]。该算法还需要一个额外的估计器量子比特寄存器来耦合到 Trotterization 时间演化中的每个片段，这可能要求量子计算机内部进行非局部操作。不过，有更先进的方法可以取代相位估计算法中的 Trotterization。在量子比特化 [4] 中，模拟器被一定数量的量子比特扩展。时间演化随后被一个幺正所取代，该幺正位于扩展的某个子空间中，充当模拟器量子比特的哈密顿量。由于幺正描述了该子空间外的旋转，因此旋转角度（哈密顿量特征值的函数）可以通过相位估计程序读出。量子比特化的吸引力在于它不涉及哈密顿量的任何近似；然而，它通常需要更高级的量子操作，比如 Toffoli 门 [ 5 ]。当人们试图将额外量子比特的数量保持在
QOptCraft：用于设计和研究线性光学量子系统的 Python 包
在线性光学系统中，光的量子态操纵在量子光学和量子计算中有多种应用。QOptCraft 软件包提供了一系列方法来解决使用线性干涉仪设计量子实验时最常见的一些问题。这些方法包括从系统的经典描述计算 n 个光子的量子演化矩阵的函数和逆方法，对于任何所需的量子演化，这些逆方法要么给出实现该幺正演化的实验系统的完整描述，要么在不可能的情况下，给出以局部最小误差近似所需幺正的线性系统的完整描述。软件包中的函数包括不同已知分解的实现，这些分解将线性系统的经典散射矩阵转换为分束器和移相器的列表，以及计算描述具有 n 个光子的状态量子演化的有效哈密顿量的方法。该软件包包含一些有用的任务例程，例如生成随机线性光学系统、计算矩阵对数以及通过 Schmidt 秩等指标进行量子态纠缠测量。选择这些例程是为了避免在处理线性系统描述中出现的酉矩阵时常见的数值问题。
量子硬件上超紧哈密顿本征态的实时演化
在本文中，我们详细分析了变分量子相位估计 (VQPE)，这是一种基于实时演化的基态和激发态估计方法，可在近期硬件上实现。我们推导出该方法的理论基础，并证明它提供了迄今为止最紧凑的变分展开之一，可用于解决强关联汉密尔顿量。VQPE 的核心是一组具有简单几何解释的方程，它们为时间演化网格提供了条件，以便将特征态从时间演化的扩展状态集中分离出来，并将该方法与经典的滤波器对角化算法联系起来。此外，我们引入了所谓的 VQPE 的酉公式，其中需要测量的矩阵元素数量与扩展状态的数量成线性比例，并且我们提供了噪声影响的分析，这大大改善了之前的考虑。酉公式可以直接与迭代相位估计进行比较。我们的结果标志着 VQPE 是一种自然且高效的量子算法，可用于计算一般多体系统的基态和激发态。我们展示了用于横向场 Ising 模型的 VQPE 硬件实现。此外，我们在强相关性的典型示例（SVP 基组中的 Cr 2）上展示了其威力，并表明只需约 50 个时间步就可以达到化学精度。