控制和操纵量子纠缠非局域态是量子信息处理发展的关键一步。实现这种状态的一种有希望的大规模途径是通过相干偶极-偶极相互作用耦合固态量子发射器。纠缠本身就具有挑战性,因为它需要发射器之间的纳米距离和近乎简并的电子跃迁。通过实施高光谱成像来识别困在低温基质中的耦合有机分子对,我们通过斯塔克效应调节量子发射器的光学共振,获得了最大分子纠缠的独特光谱特征。我们还展示了使用振幅和相位定制的激光场对长寿命亚辐射离域态进行远场选择性激发。有趣的是,纠缠分子的光学纳米显微镜图像揭示了由其激发路径中的量子干涉产生的新空间特征,并揭示了每个量子发射器的确切位置。受控分子纠缠可以作为试验台,以解释由相干耦合控制的更复杂的物理或生物机制,并为实现新的量子信息处理平台铺平道路。
由量子噪声造成的一般量子统一操作员被复制并插入一个相干超级式通道中,超过两个路径在嘈杂的单位上跨越探测器,并由控制量子驱动。对探针控制量子对的关节状态上的超塑通道进行的转换实现进行了表征。然后对超座通道进行特定分析,以分析嘈杂单一的相位估计的基本计量学任务,并由Fisher信息,经典或Quanth评估。与常规估计技术进行了比较,并通过最近研究了具有无限因果关系的量子切换通道,该通道最近研究了相似的相位估计任务。在此处的分析中,第一个重要的观察结果是,尽管它从未直接与估计的单一估计的单一相互作用,但可以单独测量它以进行有效的估计,同时丢弃与单一相互作用的探针Qubit。此属性也带有开关通道,但不可访问的技术无法访问。在一般条件下,此处表征了控制量子标筒的最佳测量。第二个重要的观察结果是,噪声在将控制矩偶联到单位的耦合中起着至关重要的作用,并且即使使用完全去极化的噪声,控制量矩形在非常强的噪声下仍可以进行相位估计的操作,而常规估计和切换通道在这些条件下也不正常。结果扩展了对相干控制通道的能力的分析,该通道代表可利用量子信号和信息处理的新设备。
量子力学允许通过光学方法分发本质上安全的加密密钥。双场量子密钥分发是实现长距离光纤网络的最有前途的技术之一,但需要稳定双方通信信道的光长。在基于卷轴光纤的原理验证实验中,这是通过将量子通信与周期性稳定帧交错来实现的。在这种方法中,密钥流的较长占空比是以对信道长度的控制较松为代价的,并且在现实世界中使用此技术成功传输密钥仍然是一项重大挑战。利用源自频率计量的干涉测量技术,我们开发了一种同时进行密钥流和信道长度控制的解决方案,并在 206 公里现场部署的光纤上进行了演示,损耗为 65 dB。我们的技术将信道长度变化导致的量子比特误码率降低到 <1%,代表了现实世界量子通信的有效解决方案。
表示学习被广泛用于观察数据的因果量(例如,有条件的平均治疗效应)。尽管现有的表示学习方法具有允许端到端学习的好处,但他们没有Neyman-Ottrol-ottrodenal学习者的理论特性,例如Double Ro-Busberness和Quasi-Oracle效率。此外,这种表示的学习方法通常采用诸如平衡之类的规范约束,甚至可能导致估计不一致。在本文中,我们提出了一类新型的Neyman-Ottrodonal学习者,以在代表水平上定义的因果数量,我们称之为或称为校友。我们的旅行者具有几个实际的优势:它们允许基于任何学习的表示形式对因果量进行一致的估计,同时提供了有利的理论属性,包括双重鲁棒性和准门的效率。在多个实验中,我们表明,在某些规律性条件下,我们的或学习者改善了现有的表示学习方法并实现最先进的绩效。据我们所知,我们的或学习者是第一批提供代表学习方法的统一框架,而Neyman-ottrol-ottrodenal学习者进行因果量估计。
完全去极化的量子通道始终输出完全混合态,因此无法传输任何信息。然而,在最近的一封信 [D. Ebler et al. , Phys. Rev. Lett. 120, 120502 (2018) ] 中,却表明如果量子态通过两个具有不同阶量子叠加的通道(这种装置称为“量子开关”),则信息仍然可以通过这些通道传输。在这里,我们表明,当人们相干地控制通过两个相同的去极化通道之一发送目标系统时,可以获得类似的效果。虽然人们很容易将量子开关中的这种效应归因于通道之间不确定的因果顺序,但因果不确定性在这种新场景中不起作用。这引发了人们对其在量子开关相应效应中的作用的质疑。我们详细研究了这一新场景,发现当量子信道被相干控制时,有关其具体实现的信息可以在联合控制目标系统的输出状态中访问。这允许区分通常被认为是同一信道的两种不同实现。更一般地,我们发现,要完整描述相干控制量子信道的作用,不仅需要指定信道的描述(例如,以 Kraus 算子的形式),还需要根据其实现指定一个额外的“变换矩阵”。
简介:自由放养的白尾鹿(Odocoileus virginianus)是位于密歇根州东北部(美国)的牛结核病(BTB)的自我维持的水库,(美国)不断使该地区的牛业陷入困境。自由娱乐鹿的收获,诱饵禁令和农场的缓解措施减少了但没有消除鹿的BTB,也没有消除向牛的传播。鹿的明显患病率很低(1-2%),但恒定,疫苗接种可能是帮助解决该问题和值得研究的附加工具。结核分枝杆菌Calmette-guérin(BCG)疫苗是一种广泛使用的人类疫苗用于结核病,在家庭牲畜和野生动植物中也接受了很好的研究。它是主要的疫苗候选者,口服输送是将其交付给自由放养鹿的逻辑手段,尽管以前从未尝试过。
为了开发量子技术,可靠地处理量子信息需要精确控制非平衡多体系统。这是一项极具挑战性的任务,因为量子态对外部扰动的脆弱性会随着系统规模的增大而增加。在这里,我们报告了一系列实验性量子模拟,这些模拟量化了受控汉密尔顿演化对驱使系统偏离目标演化的扰动的敏感性。基于非时间有序关联,我们证明过程保真度的衰减率随着关联量子比特的有效数量 K 的增加而增加,即 K α 。作为扰动强度的函数,我们观察到两个不同动力学状态之间指数 α 的退相干缩放转变。在低于临界扰动强度的极限情况下,指数 α 急剧下降到 1 以下,并且可控制的量子比特数没有固有限制。量子信息受控动力学的这种弹性量子特性有望实现对大型量子系统的可靠控制。
在开放的量子系统中,自旋速度的连贯性受自旋旋转相互作用,自旋扩散,静态和微波磁场1的含量和电荷噪声2的限制。使用不同的电子自旋共振(ESR)脉冲3 - 7,通过动态去耦(DD)量子量来实现相干时间的增加。然而,这种脉冲具有固有的缺陷和波动,因此需要自己的DD层,从而导致了倍增的量子。已提出了辅导DD 8、9的技术,用于氮空位(NV),中心至8、10-12的第二阶。在这里,我们演示了一种基于浮力模式的脉冲协议,该模式成功地增加了与量子的初始状态,在具有不同自旋的汉密尔顿和环境的材料中,与量子的初始状态无关,例如低和高旋转轨道耦合。我们使用非常弱的脉冲并改变了整个系统的动力学,而不是通过强烈的激发与浴缸的脱钩。对于我们的测量设置(在40 K左右)可以访问的短自旋松弛时间,可以与连贯性时间进行直接比较,我们演示了制度tr≈t1。在磁性稀释系统中t 1≫T 2,例如t 1,例如y 2 Sio 5:ER 3 + 13和y 2 Sio 5:Yb 3 + 14或28 Si:bi,具有可调的t 1千秒钟15。因此,我们的一般方法可以使用单个圆形极化图像脉冲导致很长的持久性狂欢振荡。这种方案将保护常规量子门之间的量子量的连贯性。已经提出了强烈的连续微波激励的使用作为保护量子位16、17的一种方式,尽管量子门需要正确的重新设计。在相关研究中,使用任意波形发生器的复杂脉冲设计在研究浮力拉曼转变18、19和氮气空位(NV)中心的两级系统20的量子指标中被证明至关重要。值得注意的是,在串联DD的情况下,第二阶(n = 2)激发的频率必须与第一个激发的Rabi频率匹配(n = 1);同样,这两种激发是线性极化的,彼此垂直(该方法扩展到n中的较高阶)。在实验上,该协议在脉冲设计和频率稳定性方面很快变得复杂且要求,高于第二阶。我们的协议使用两种连贯的微波脉冲:主脉冲驱动量子狂犬动物,而低功率,圆形极化(图像)脉冲连续维持自旋运动。图像驱动器的频率靠近主驱动器,其幅度为1-2个数量级。以这种方式,量子门可以由常规脉冲驱动,而无需图像脉冲,而门之间的时间间隔可以用整数使用我们的保护协议来填充整数的Rabi Nutations。我们注意到,两种脉冲之间的初始相位差可以通过增强(或减少)第二次敷料的浮标模式来调整自旋动力学。
量子测量是量子信息研究和应用中发挥关键作用的基本操作。我们通过比较它们各自的测量反作用和每个光子的测量信噪比,研究了在电路量子电动力学装置中使用光的量子、相干和经典热态如何影响量子测量的性能。在强色散极限下,我们发现热光能够以与相干光相当的效率进行量子测量,而单光子光的表现则优于热光。然后,我们分析了每种测量方案的热力学成本。我们表明,单光子光在单位信息增益的能量成本方面表现出优势,达到了基本的热力学成本。
2 理论背景 6 2.1 量子计算 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ... . ... 9 2.2.1 退相干和无退相干子空间 . ... . ... . ... . 9 2.2.2 子系统和无噪声子空间和系统 . ... . ... . 10 2.2.3 集体退相干 . ... . ... . ... . ... . ... . . . . 11 2.3 三量子比特 DFS 代码 . ... . ... . ... . ... . ... . ... . . . . 11 2.4 四量子比特无噪声子系统代码 . ... . ... . ... . ... . ... . . . . 13 2.5 Trotter 方程。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 16