摘要:在量子计算中,什么贡献了量子计算的至高无上?候选者之一是量子相干性,因为它是各种量子算法中使用的资源。我们揭示量子相干性有助于训练Y。du et al。,arxiv:1809.06056(2018)。详细说明,在差异量子感知器的训练的第一部分中,总系统的量子相干性集中在指数寄存器中,第二部分中,Grover算法消耗了指数寄存器中的量子相干性。这意味着在训练变异量子感知器时需要量子相干分布和量子相干性耗竭。此外,我们研究了在变异量子感知训练期间纠缠的行为。我们表明,由于Grover操作仅在索引寄存器上执行,因此功能和索引寄存器之间的双方同意下降。另外,我们揭示了索引寄存器的两个量子位之间的同意随着变异量子感知器的训练而增加。
一种有效的网络视角,侧重于在需要警觉的持续注意力任务期间测量不同皮质区域脑电图的方向性相互作用。一种称为动态部分定向相干性的新测量方法用于基于图论映射警觉的认知状态。在右顶枕区,该面积明显高于其他感兴趣区域(出度和入度的面积分别为 0.601 和 0.632)。在右额中央区进行的类似分析揭示了不同认知状态的显著差异。在六个感兴趣区域中,在右额中央和右顶枕区观察到基于入度和出度的 alpha 带的显著差异(P < 0.05)。使用不同的基于网络的锁相值、部分定向相干性和动态部分定向相干性,将性能与支持向量机的性能进行了比较。结果表明,动态部分定向相干性可以提供更多关于方向(与锁相值相比)和准确性(与部分定向相干性相比)的信息。图论分析表明,基于有效网络的动态部分定向相干性具有小世界特性,可以同步大脑区域之间的神经活动。此外,与其他频带相比,alpha 波段与认知状态有很好的相关性。
摘要 量子资源构建了探索宇宙的新途径。考虑膨胀时空中受标量场作用的二分量子比特探测器,刻画了该系统的量子资源(包括量子相干性、量子失谐、贝尔非局域性和量子相干性的非局域优势),研究了各种宇宙参数对这些量子资源的影响。此外,我们利用滤波操作提出了一种可以用来控制这些量子资源的策略。结果表明,在不同的标量场膨胀速度、膨胀体积和粒子质量下,量子相干性和量子失谐不会消失。反之,在较高的膨胀速度、较大的膨胀体积和较小的粒子质量下,无法捕捉到贝尔非局域性和量子相干性的非局域优势。通过滤波操作可以抵抗量子资源的耗散。人们可以利用过滤操作来显著增强系统的这些量子资源。
能动性被定义为通过单一循环演化可以提取的最大功量。它在评估量子系统的工作能力方面起着至关重要的作用。最近,量子相干性在工作提取中的重要性已在理论上得到确认,表明相干性更高的量子态比失相态量子态具有更高的能动性。然而,相干能动性的实验研究仍然缺失。在这里,我们报告了对单自旋系统中相干能动性的实验研究。基于使用辅助量子比特测量能动性的方法,成功提取了非平衡态能动性的相干和非相干分量。通过改变状态的相干性,观察到了系统相干性增加引起的能动性的增加。我们的工作揭示了量子热力学和量子信息论之间的相互作用,未来的研究可以进一步探索其他量子属性在热力学协议中的作用。
编辑:B. Balantekin 前期研究表明,环境的退相干通常会对史瓦西黑洞中的量子关联产生负面影响。本文发现,广义振幅阻尼(GAD)通道的退相干对狄拉克场的量子相干性既有正影响,也有负影响,即环境的退相干不仅可以降低史瓦西时空中的量子相干性,还可以增加量子相干性。这一结果推翻了环境的退相干只能破坏弯曲时空中的量子相干性的普遍看法。此外,还首次观测到另一个新奇现象:随着霍金温度T的增加,物理上不可接近模式的QFI从无穷大迅速衰减到0,这可能提供一种检测粒子是否进入物理上不可接近区域的方法。这一结果可能为探索和分析黑洞提供一个新视角。
我们通过时间域Terahertz(THZ)光谱法解决了将分离的水分子的实时相干旋转运动封装在富勒烯-C 60笼子中的实时旋转运动。我们采用单周期脉冲来激发水的低频旋转运动,并测量水分子电磁波随后的相干发射。在低于〜100 K的温度下,C 60晶格振动阻尼被减轻,并以明显长的旋转一致性清晰地溶解了封闭水的量子动力学,扩展到10 ps以上。观察到的旋转转变与气相中单水分子的低频旋转动力学非常吻合。然而,还观察到一些其他光谱特征,其主要贡献在〜2.26 THz处,这可能表明水旋转与C 60晶格声子之间的相互作用。我们还解决了突然冷却至4 K后水排放模式的实时变化,这意味着在10s小时内将正孔转换为偏水。观察到的隔离水分子限制在C 60中的长相干旋转动力学使该系统成为未来量子技术的有吸引力的候选者。
单线裂变(SF)可以生成一个交换耦合五重奏三联对状态5 tt,这可能会导致量子计算和量子传感的实现,即使在室温下,也可以使用纠缠的多个量子。然而,观察5吨的量子相干性仅限于低温温度,基本问题是哪种材料设计将使其室温量子相干性。在这里我们表明,在室温下,在发色团综合金属有机框架(MOF)中,SF衍生的5 tt的量子相干性可以超过一百纳秒。MOF中发色团的微妙运动导致5 tt生成所需的交换相互作用的足够波动,但同时也不会引起严重的5 tt腐蚀性。此外,可以通过分子运动来控制量子跳动的相位和振幅,从而开放基于多个量子栅极控制的室温分子量子计算。
我们开发并通过实验证明了一种动态多原子系统的完整分子框架量子断层扫描 (MFQT) 方法。我们通过完整表征氨 (NH 3 ) 中的电子非绝热波包来举例说明这种方法。该方法利用能量和时间域光谱数据,并生成系统的实验室框架密度矩阵 (LFDM),其元素是群体和相干性。LFDM 完整表征了分子框架中的电子和核动力学,生成了任何相关算符的时间和方向角相关期望值。例如,可以构建时间相关的分子框架电子概率密度,从而生成有关分子框架中电子动力学的信息。在 NH 3 中,我们观察到电子相干性是由核动力学引起的,核动力学以非绝热的方式驱动分子框架中的电子运动(电荷迁移)。在这里,核动力学是旋转的,非绝热科里奥利耦合驱动相干性。有趣的是,核驱动的电子相干性在较长的时间尺度上得以保持。总体而言,MFQT 可以帮助量化电子和核自由度之间的纠缠,并为超快分子动力学、电荷迁移、量子信息处理和最优控制方案的研究提供新途径。
摘要:量子技术的全面发展需要易于制备的材料,在这些材料中可以有效地引发、控制和利用量子相干性,最好是在环境条件下。胶体生长的量子点 (QDs) 的固态多层膜非常适合这项任务,因为可以通过调节尺寸、点间连接器和距离来组装电子耦合 QDs 网络。为了有效地探测这些材料的相干性,需要对它们的集体量子力学耦合态进行动态表征。在这里,我们通过二维电子光谱探索了电子耦合的胶体生长的 CdSe QDs 的固态多层膜的相干动力学,并通过详细的计算对其进行了补充。在环境条件下捕获了多个 QD 上非局域化相干叠加态的时间演化。因此,我们为此类固态材料中的点间相干性提供了重要证据,为这些材料在量子技术中的有效应用开辟了新途径。■ 简介