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World File Search System特例
量子干涉测量中的路径信息
自从著名的玻尔-爱因斯坦对话以来，人们就知道，在干涉实验中，不可能同时获得最大可见度的干涉图样和路径信息。量子力学的这一特性是其一致性所必需的，费曼 2 将这一特性提升为一个原则：每当不可能（甚至在原则上）获得路径信息时，就必须叠加概率幅度，而不是将概率相加，以进行实验预测。玻尔引入了互补性的概念来描述两个可观测量不能同时精确知道的情况，海森堡不确定性原理就是其中的一个特例。对于玻尔来说，互补性是由于测量一个量（例如位置）的仪器的设计本身就排除了对互补量（这里是动量）的测量。在本文中，我们讨论了干涉和路径信息之间互补性的三个明确情况，并提出了一些有趣的结果。在第 2 节中，给出了双光子量子擦除器的实验实现；在第 3 节中，我们讨论了基于这些想法实现新的纠缠光子强源；在第 4 节中，我们介绍了与路径信息考虑密切相关的 Aharonov-Bohm 和 Einstein-Podolsky-Rosen 非局域性尖端之间的非平凡关系。
机载监视雷达的空时自适应处理
为了概念清晰，图 70.1 中的 STAP 配置将可能集成的孔径分为两部分：最有可能由雷达发射器共享的主孔径，以及用于抑制宽带噪声干扰器 (WNJ) 的空间分布通道辅助阵列。为方便讨论，假设主孔径具有 N c 列元件，列间距等于半波长，每列中的元件组合在一起以产生预先设计的非自适应仰角波束模式。主孔径的大小（就系统所选波长而言）是一个重要的系统参数，通常由系统规范确定，包括所需的发射器功率孔径乘积以及方位角分辨率。典型的孔径尺寸范围从某些短程雷达的几个波长到某些机载预警系统的 60 多个波长。模拟波束形成网络将主孔径的 N c 列组合起来以产生 N s 个接收器通道，这些通道的输出被数字化以供进一步处理。需要注意的是，[ 1 ] 中提出的最早的 STAP 方法，即所谓的“元素空间”方法，是图 70.1 中 N s = N c 的特例。模拟波束形成器的设计会影响
通过截断泰勒级数进行汉密尔顿模拟的 NISQ 算法
人们认为，模拟多体量子系统的动力学是量子计算机能够显示出优于传统计算机的量子优势的首批领域之一。噪声中型量子 (NISQ) 算法旨在有效利用当前可用的量子硬件。对于量子模拟，已经提出了各种类型的 NISQ 算法，它们各有优势，也各有挑战。在这项工作中，我们提出了一种新算法，即截断泰勒量子模拟器 (TQS)，它继承了现有算法的优点并减轻了一些缺点。我们的算法没有任何经典量子反馈回路，并通过构造绕过了荒芜高原问题。我们的混合量子经典算法中的经典部分对应于具有单个二次等式约束的二次约束二次规划 (QCQP)，它允许半定松弛。基于 QCQP 的经典优化最近被引入作为量子辅助特征值求解器 (QAE) 中的经典步骤，QAE 是用于汉密尔顿基态问题的 NISQ 算法。因此，我们的工作为汉密尔顿基态问题的 NISQ 算法和汉密尔顿模拟提供了概念上的统一。我们将基于微分方程的 NISQ 算法（如量子辅助模拟器 (QAS) 和变分量子模拟器 (VQS)）恢复为我们算法的特例。我们在当前云量子计算机上的一些小例子上测试了我们的算法。我们还提供了一种系统的方法来提高我们算法的准确性。
通过多重分子间氢键将不对称苝二酰亚胺从螺旋状转化为层状超分子结构
相邻芳香核之间的相互作用通常会导致螺旋结构，并由于轨道重叠的变化而影响沿柱状堆栈的电荷载流子传输。4 因此，PAH 中 p 堆积和氢键的充分结合使我们能够在很宽的温度范围内建立所需的液晶结构。PAH 的一个特例是萘嵌苯，它由近稠合萘组成。5 最突出的分子体系是苝四羧基二酰亚胺 (PDI)，它根据其取代基和功能团组装成不同的螺旋结构。6 取代基通常以对称方式连接在 PDI 核心的两个酰亚胺位置上，并提供例如分子间氢键和 p 堆积相互作用。对于 PDI 1 螺旋纳米纤维，由于相邻分子的酰胺基团之间的氢键而组装（图 1）。 7 纤维的螺旋节距为几十纳米，这归因于定向氢键。两个酰亚胺位置上具有高空间需求的取代基也用于控制分子堆积。PDI 2 的树枝状基团刺激分子的横向旋转，并根据 PDI 核心和树枝状基元之间柔性间隔物的长度诱导复杂的螺旋柱状组织。螺旋柱可以包含 PDI 四聚体作为基本重复单元，这些四聚体基于每个层中并排的两个分子。8 在另一个
化学科学 - EDGE 文章 - RSC 出版
相邻芳香核之间的相互作用通常会导致螺旋结构，并由于轨道重叠的变化而影响沿柱状堆栈的电荷载流子传输。4 因此，PAH 中 p 堆积和氢键的充分结合使我们能够在很宽的温度范围内建立所需的液晶结构。PAH 的一个特例是萘嵌苯，它由近稠合萘组成。5 最突出的分子体系是苝四羧基二酰亚胺 (PDI)，它根据其取代基和功能团组装成不同的螺旋结构。6 取代基通常以对称方式连接在 PDI 核心的两个酰亚胺位置上，并提供例如分子间氢键和 p 堆积相互作用。对于 PDI 1 螺旋纳米纤维，由于相邻分子的酰胺基团之间的氢键而组装（图 1）。 7 纤维的螺旋节距为几十纳米，这归因于定向氢键。两个酰亚胺位置上具有高空间需求的取代基也用于控制分子堆积。PDI 2 的树枝状基团刺激分子的横向旋转，并根据 PDI 核心和树枝状基元之间柔性间隔物的长度诱导复杂的螺旋柱状组织。螺旋柱可以包含 PDI 四聚体作为基本重复单元，这些四聚体基于每个层中并排的两个分子。8 在另一个
综合信息理论的数学结构
整合信息理论 (IIT) 由 Giulio Tononi 等人 [ 5 , 45 – 47 ] 提出，已成为意识研究的主要科学理论之一。该理论最新版本 [ 19 , 25 , 26 , 31 , 40 ] 的核心是一种算法，该算法基于给定状态下物理系统内部功能关系的整合水平，旨在确定其意识体验的质量和数量（“ Φ 值”）。尽管该理论本身很有前景 [ 12 , 43 ]，但其数学表述迄今为止并不令人满意。以示例和附带解释的形式呈现掩盖了该理论的基本数学结构，阻碍了哲学和科学分析。此外，该理论的当前定义只能应用于相对简单的经典物理系统 [1]，如果将该理论视为意识的基本理论，那么这一点就有问题，并且最终应与我们现有的物理理论相协调。为了解决这些问题，我们研究了 IIT 算法的基本原理，并正式定义了集成信息理论的广义概念。该概念抓住了 IIT 固有的数学结构，并提供了该理论的严格数学定义，其中 Tononi 等人的“经典”IIT 3.0 [25，26，31] 以及最近引入的 Zanardi、Tomka 和 Venuti [50] 的量子集成信息理论作为特例。此外，这种概括使我们能够扩展经典 IIT，使其摆脱 [3] 中确定的许多简化假设。我们的结果总结在图 1 中。在相关文章 [ 44 ] 中，我们更广泛地展示了如何处理 IIT 的主要概念（包括因果关系和积分），以及定义 IIT，从任何合适的物理系统理论和用范畴论描述的过程开始。然后，限制为经典或量子过程，将上述每个过程视为特殊情况。这种处理使 IIT 适用于一大类物理系统，并有助于克服当前的限制。
错误学习的量子删除证明 - DROPS
量子信息具有测量本质上是一个破坏性过程的特性。这一特征在互补原理中表现得最为明显，该原理指出互不相容的可观测量不能同时测量。Broadbent 和 Islam (TCC 2020) 最近的研究基于量子力学的这一方面，实现了一种称为认证删除的密码概念。虽然这个了不起的概念使经典验证者能够确信 (私钥) 量子密文已被不受信任的一方删除，但它并没有提供额外的功能层。在这项工作中，我们用完全同态加密 (FHE) 增强了删除证明范式。我们构建了第一个具有认证删除的完全同态加密方案——这是一种交互式协议，它使不受信任的量子服务器能够对加密数据进行计算，并且如果客户端要求，可以同时向客户端证明数据删除。我们的方案具有理想的特性，即删除证书的验证是公开的；这意味着任何人都可以验证删除已经发生。我们的主要技术要素是一个交互式协议，通过该协议，量子证明者可以说服经典验证者，以量子态形式出现的带错误学习 (LWE) 分布中的样本已被删除。作为我们协议的一个应用，我们构建了一个具有认证删除的 Dual-Regev 公钥加密方案，然后将其扩展到相同类型的 (分级) FHE 方案。我们引入了高斯崩溃哈希函数的概念 - Unruh (Eurocrypt 2016) 定义的崩溃哈希函数的一个特例 - 并在假设 Ajtai 哈希函数在存在泄漏的情况下满足某种强高斯崩溃性质的情况下证明了我们方案的安全性。
第三讲：开放量子系统理论
量子力学的形式基于三个基本概念：状态、时间演化和测量。一般物理系统的状态描述了它的所有属性，或者至少是某些物理描述中我们关心的所有属性。时间演化的形式描述了系统在处于某个初始状态之后随时间如何演化。为了计算系统的时间演化，我们通常需要知道其组成部分如何相互作用。在经典物理学中，我们现在就完成了，但在量子物理学中，测量过程起着特殊的作用。形式上，测量与时间演化在两个方面有区别：虽然量子力学中的时间演化将是可逆的，即某一时刻的状态唯一地决定了之前时刻的状态，但对于状态经历不可逆变化的测量而言，情况并非如此。时间演化也是确定性的，即所有时刻的状态都由之前时刻的状态唯一决定。然而，测量从根本上讲是概率性的，即，随机测量结果将以由测量和被测状态确定的概率分布被观察到。调和这两种相互冲突的现实描述的问题称为测量问题。至今，它仍然是量子力学基础上的一个悬而未决的问题。虽然量子理论的奇怪预测已经在实验中无数次地重复，并且精度很高，但我们距离解决这个问题还很远。在通往量子力学一般形式主义的道路上，我们将从封闭量子系统的描述开始。当量子系统不与任何其他量子系统相互作用时，它被称为封闭的。从历史上看，这是量子理论的起点，但后来人们发现这种描述并不令人满意：即使在控制良好的实验室环境中，量子系统也会与环境相互作用（例如，通过电流、放射性背景或宇宙辐射的磁场），因此不能被认为是封闭的。原则上，我们可以将整个宇宙视为一个封闭的量子系统，但这将非常复杂。相反，我们将开发开放量子系统的一般形式，即可能与环境相互作用的量子系统，其中包括封闭量子系统作为特例。这将导致量子信息理论和整个课程中普遍使用的一般形式。
信息的物理理论vs。交流的数学理论
伊朗德黑兰Tandis医院泌尿外科系的泌尿外科介绍了与量子力学的基础知识兼容的一般物理信息信息的一般概念，并将香农熵作为特例。这种物理信息的概念导致了二进制数据矩阵模型（BDM），该模型预测了量子力学，一般相对论和黑洞热力学的基本结果。研究了模型与全息，信息保护和Landauer原则的兼容性。由于BDM得出了“位信息原理”后，得出了普朗克，de Broglie，Bekenstein和质量能量等价的基本方程。k eywords信息的物理理论，二进制数据矩阵模型，香农信息理论，位信息原理1。构造信息意味着一系列不可衡量的概念或可测量数量的数据。物理学中可测量信息的通常概念调用了香农熵和信息的主题。克劳德·香农（Claude Shannon）在他的开创性论文[1]中发展了信号传递的数学理论[2]。他否认了交流和相关信息理论的语义方面。根据他的理论，该信息是指减少不确定性并等于传达信息的熵的机会。他从第二种热力学定律[2]，[3]中得出了熵的想法，并得出结论，信息的信息可以通过其可预测性来衡量，其可预测性越小，其携带的信息越多[2]，[3]。很明显，香农对信息的定义不是唯一的，仅适合其工程要求[2]，[3]。在这个信息概念中，数据的来源，渠道和接收器是通信工程的关键组成部分。香农熵（信息）仅与给定系统的统计属性有关，与系统状态的含义和语义内容无关[5]。正如他在开创性文章中强调的那样，沟通和相关信息内容的含义与工程问题无关[1]。随后，围绕着身体和生物学信息的香农概念出现了一些批评[3]。信息独立于其含义的概念是Mackay和其他人宣布的主要批评的主题[3]，[4]。随后尝试为形式的信息理论增加语义维度，尤其是对香农理论[5] - [7]。香农的理论与单个信息无关，而是源消息的平均值[8]。尽管物理信息基本上与物理可测量的数量有关，但当前的物理信息概念仍然是香农引入的相同定义，并且似乎不足以用于物理系统。在Bruckner和Zeilinger的最新作品中提醒了这[9]。他们的主张主要原因是量子力学中的测量问题。换句话说，没有确定的真实
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广泛用作航空航天和核工程（在裂变和聚变应用）的结构材料、金属加工工具和坩埚，以及腐蚀环境中的化学反应容器。最近，所有组成元素含量相当的复杂浓缩合金 (CCA) 已成为 RA 研究的一个新课题 [3, 4, 5, 6]。从纯金属到 CCA 的转变通常会改善材料性能和/或出现新的有益工程特性。在过去的 15-20 年里，这类合金一直是深入研究的主题。如今广泛讨论的高熵合金 [7, 8, 9] 是 CCA 的一个特例，其中合金元素的数量等于或超过五种。但即使涉及的元素数量只有三四种，与纯金属相比，高构型熵和严重的晶格畸变也会导致 CCA 材料性质发生质的变化。Senkov 等人。 [3, 10] 研究了一种 W 0.25 Ta 0.25 Mo 0.25 Nb 0.25 合金，该合金在高温下表现出有趣的力学性能：在 850K 至 1800K 的温度范围内，屈服应力极高（约 600 MPa）并且似乎几乎与温度无关。人们认为造成这一不寻常特征的主要机制之一是 CCA 的局部晶格畸变 (LLD) [7, 11]，它抑制了位错运动。根据这一推测，在 Zou 等人最近的研究中 [12]，他们通过高分辨率透射电子显微镜证实了 Nb-Mo-Ta-W 耐火合金中的局部畸变。经典分子动力学 (MD) 模拟是研究 CCA 特性最有力的工具之一。这种建模的关键部分是原子间势。因此，为此类系统开发可靠且广泛适用的势能是计算材料科学中的一项基本任务。对于耐火 CCA，Zhou 等人 [13, 14] 报道了一类可扩展至合金的嵌入式原子方法 (EAM) 势能。2013 年，Lin 等人 [15] 将 Zr 和 Nb 组分纳入该组势能中。这些势能被广泛用于探测耐火 CCA 中缺陷的行为 [16, 17, 18, 19, 20]。然而，由于可预测性较差，使用该模型获得的模拟结果最多只能视为定性的——即使对于纯金属也是如此。例如，对于纯钨，Zhou 的势能严重高估了熔化温度（比实验值高出近 1000K）[21]，并且与从头算计算结果相比，显示出错误的螺位错 Peierls 势垒特征（峰值和形状）[22]。对于纯钼，Zhou 的模型给出了螺位错的极化核心