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量子芝诺中继器
量子中继器为长距离量子通信和量子互联网铺平了道路，量子中继器的概念基于纠缠交换，这需要实现受控量子门。频繁测量量子系统会影响其动态，这被称为量子芝诺效应 (QZE)。除了减缓其演化之外，QZE 还可用于通过在测量之间引入一组精心设计的操作来控制量子系统的动态。在这里，我们提出了一种基于 QZE 的纠缠交换协议，该协议几乎实现了单位保真度。我们的协议的实施只需要简单的频繁阈值测量和单粒子旋转。我们将提出的纠缠交换协议扩展到一系列中继站，以构建量子芝诺中继器，无论中继器的数量如何，这些中继器也几乎实现了单位保真度。我们的提议不需要受控门，从而降低了量子中继器的量子电路复杂性。我们的工作有可能通过量子芝诺效应为长距离量子通信和量子计算做出贡献。
来自一般量子操作的量子芝诺动力学
物理学是一门经常基于近似的科学。从高能物理到量子世界，从相对论到热力学，近似不仅能帮助我们解运动方程，还能降低模型复杂性并集中于重要效应。这种近似的最大成功案例之一是有效的动力学生成器（哈密顿量、林德布拉量），它们可以在量子力学和凝聚态物理学中推导出来。用于推导它们的技术的关键要素是分离不同的时间尺度或能量尺度。最近，在量子技术中，人们采取了一种更积极的方法研究凝聚态物理学和量子力学。通过调整系统参数和设备设计可以逆向设计动力学生成器。这使得我们可以创建有效的生成器，用于许多信息论任务，例如绝热量子计算[1]、油藏工程[2]、量子门[3]等等。绝热量子定理[4,5]是此类近似的关键因素。它利用了慢时间尺度和快时间尺度的明确分离，由于其简单性、优美性和有趣的几何解释，吸引了一代又一代的物理学家。绝热量子定理最初的表述与动力学生成器有关。另一方面，在量子技术中，我们经常处理离散动力学，如固定门和量子映射。在连续描述和离散描述之间进行转换并不总是很简单，有时似乎是不可能的。这种困难在非马尔可夫量子信道中表现得更加明显：这些是物理操作[完全正和迹保持（CPTP）映射[6]]，没有物理（例如林德布拉）生成器[非马尔可夫量子信道不能通过
芝诺效应的多种形式带来的 Grover 加速
N 缩放作为 Grover 的原始算法。一个自然的问题是，芝诺效应的其他表现形式是否也可以在物理现实模型中支持最佳加速（通过直接模拟应用，而不是通过支持通用门集间接实现）。在本文中，我们表明它们可以支持这种加速，无论是由于测量、退相干，还是激发态衰减为计算无用状态。我们的结果还提出了多种实现加速的方法，这些方法不依赖于芝诺行为。我们将这些算法分为三个系列，以便于对如何获得加速有条不紊的理解：一个基于相位踢动，包含绝热计算和连续时间量子行走；一个基于失相和测量；最后一个基于激发态内振幅的破坏，我们不知道任何先前的结果。这些结果表明，基于这些效应的模拟量子计算的新范式可能存在令人兴奋的机会。
让光子发挥作用
QCi 专利，用于巨型单光子非线性的设备和方法，https://patents.google.com/patent/US11754908B2/en Z Li 等人，片上可逆全光逻辑门，Optics Letters 49 (12)，(2024) Z Li 等人，片上参数全光调制，Physical Review Applied 21 (6)，(2024) Huang, Yu-Ping 等人，“用于单原子和单光子量子比特通用计算的无相互作用和无测量量子芝诺门。”Physical Review A (2008) Huang, Yu-Ping 等人，“通过量子芝诺效应实现无相互作用全光切换。”Physical Review A 82, no. 6 (2010) Huang, Yu-Ping 等人“χ2 微盘中的无相互作用量子光学 Fredkin 门。”IEEE 量子电子学精选期刊 18，第 2 期 (2011) McCusker, Kevin 等人。“通过量子芝诺效应实现无相互作用全光切换的实验演示。”物理评论快报 110，第 24 期 (2013) Sun, Yu-Zhu 等人，“通过量子芝诺阻塞实现光子非线性。”物理评论快报 110，第 22 期 (2013) Chen, Jia-Yang 等人。“芯片上量子芝诺阻塞的观察。”科学报告 7，第 1 期 (2017) Jin, Mingwei 等人。“铌酸锂薄膜上的高消光电光调制。”光学快报 44，第 5 期 (2019) Chen, Jia-Yang 等人。“高效铌酸锂赛道微谐振器中的准相位匹配频率转换。”《相干性和量子光学》，Optica Publishing Group，（2019 年）
![从量子理论的角度看西方哲学史；[第5版]](/simg/g:\will\search\icon\source\4\493145a49f91e35dfe82b9655f6a4d1cefa5128a.webp)
从量子理论的角度看西方哲学史；[第5版]
摘要：本文将只关注“西方哲学史”的科学方面。因此，本文的标题可以是“科学哲学及其历史”。最近，我提出了“量子语言”，它被描述为量子力学的形而上学和语言学转向。这种从物理学到语言的转向不仅实现了量子力学的显著扩展，而且产生了量子力学的世界观。因此，这种转向使我们期待西方哲学（即巴门尼德、芝诺、柏拉图、安塞尔默斯、托马斯·阿奎那、笛卡尔、约翰·洛克、莱布尼茨、贝克莱、休谟、康德、维特根斯坦、亨普尔等）可以在量子力学的世界观中得到充分理解。读完本文，读者会相信，如果仅从科学的角度看，西方哲学史可以概括为对量子语言（≈科学语言）的探索史。也就是说，从希腊到今天的哲学就是量子语言成长的历史。因此，量子语言有能力解决许多未解决的哲学问题。在本文中，我将证明大多数传统哲学中著名的未解决问题，例如，（a）：芝诺悖论（希腊哲学），（b）：普遍性问题（经院哲学），（c）：身心问题和主观性问题（笛卡尔-康德认识论），（d）：分析哲学与笛卡尔-康德认识论有何关系？（分析哲学），（e）：为什么逻辑和统计学在我们的世界中都起作用？（分析哲学）等。
超越小工具：可扩展性对于模拟量子模拟器的重要性
我们提出了一个模拟量子模拟的理论框架，以捕捉实验可实现模拟器的全部范围，其动机是 Cirac 和 Zoller 首次提出的一组基本标准。我们的框架与复杂性理论中使用的汉密尔顿编码一致，在噪声下稳定，并涵盖了一系列实验可能性，例如模拟开放量子系统和使用 Lieb-Robinson 边界减少开销。我们讨论了模拟量子模拟中的可扩展性要求，特别是论证了模拟不应涉及随系统大小而增长的交互强度。我们为汉密尔顿复杂性理论中使用的小工具开发了一个通用框架，这可能与模拟模拟无关，特别是证明了在汉密尔顿局部性减少中，与尺寸相关的缩放是不可避免的。然而，如果允许额外的工程耗散资源，我们将展示一种使用量子芝诺效应绕过局部性减少不可行的定理的方案。我们的小工具框架为形式化和解决长期存在的小工具悬而未决的问题打开了大门。最后，我们讨论了模拟量子模拟中的普遍性结果。
能量涨落关系与重复量子测量
在本篇综述中，我们讨论了非平衡状态下能量涨落的统计描述，这种涨落源于量子系统与测量仪器之间的相互作用，该相互作用应用了一系列重复的量子测量。为了正确量化有关能量涨落的信息，我们推导并解释了交换热概率密度函数和相应的特征函数。然后，我们讨论了 Jarzynski 形式涨落定理 ⟨ e − βQ ⟩ = 1 的有效性条件，从而表明涨落关系对于测量时间间隔内的随机性具有鲁棒性。此外，我们还分析了热特征函数在许多中间量子测量的热力学极限下的后期渐近性质。在这样的极限下，除非系统的哈密顿量和中间测量可观测量共享一个共同的不变子空间，否则量子系统趋向于最大混合状态（因此对应于具有无限温度的热状态）。然后，在此背景下，我们还讨论了当系统在量子芝诺机制下运行时，能量涨落关系如何变化。最后，针对目前在量子应用和技术中普遍存在的二能级和三能级量子系统的特殊情况，说明了理论结果。
通过量子点接触检测开放双量子点系统的几何相位
理论研究了在纯失相和耗散环境下利用量子点接触（QPC）测量双量子点（DQD）系统的几何相位。结果表明，在这两种环境下，准周期内量子点间的耦合强度对准周期内几何相位的影响增强，这是由于连接两个量子点的隧穿通道宽度的扩大，加速了量子点间电子的振荡，使其演化路径变长。另外，由于系统与QPC间较强的耦合将电子冻结在一个量子点内，演化路径所包围的立体角近似为零，因此几何相位存在一个明显的近零区域，这与量子芝诺效应有关。对于纯失相环境，随着失相率的增加，几何相位被抑制，这仅是由系统的相位阻尼引起的。在耗散环境下，几何相位随着弛豫速率的增大而减小，这是由于体系的能量耗散和相位衰减共同作用的结果，该结果对在量子信息中利用几何相位构建基于量子点体系的容错量子器件具有指导意义。
阿喀琉斯能追上乌龟吗？是时候了...
联合国的布伦特兰报告确定了定义可持续性的两个关键概念，即承认局限性和满足需求，而不论其时间维度如何 (http://www.un-documents.net/ocf-02.htm)。不幸的是，一种扭曲的解释已成为主流，即可持续性只是对未来的关注。也许这就是政治行动被推迟和增长狂热的原因，尽管越来越多的科学证据表明生物物理存在局限性，社会运动也呼吁更多的正义，但人们仍然幻想经济增长会解决我们的问题。遗憾的是，似乎每年应该做的事情和我们做的事情之间的差距都是一样的：系统似乎被锁定在不可持续的轨迹上，而政策无法将我们从中解放出来。这种情况让我们想起了著名的阿喀琉斯与乌龟的故事。芝诺悖论认为运动和变化是不可能发生的。这一悖论已通过范式转变得到解决。同样，实现可持续发展需要改变政治家的愿景和集体想象力。会议旨在为科学辩论和讨论理论和实践问题提供一个论坛，以回答以下问题：政治家会赶上科学并参与公民社会吗？哪些变革行动可以摆脱当前不可持续的道路？
阿喀琉斯能追上乌龟吗？是时候了...
联合国的布伦特兰报告确定了定义可持续性的两个关键概念，即承认局限性和满足需求，而不论其时间维度如何 (http://www.un-documents.net/ocf-02.htm)。不幸的是，一种扭曲的解释已成为主流，即可持续性只是对未来的关注。也许这就是政治行动被推迟和增长狂热的原因，尽管越来越多的科学证据表明生物物理存在局限性，社会运动也呼吁更多的正义，但人们仍然幻想经济增长会解决我们的问题。遗憾的是，似乎每年应该做的事情和我们做的事情之间的差距都是一样的：系统似乎被锁定在不可持续的轨迹上，而政策无法将我们从中解放出来。这种情况让我们想起了著名的阿喀琉斯和乌龟的故事。芝诺悖论认为运动和变化是不可能发生的。这一悖论已通过范式转变得到解决。同样，实现可持续发展需要改变政治家的愿景和集体想象力。会议旨在提供一个论坛，就理论和实践问题进行科学辩论和讨论，以回答以下问题：政治家会赶上科学并让公民社会参与进来吗？有哪些变革行动可以摆脱当前不可持续的道路？