第二次量子革命带来了量子互联网的希望。随着第一批量子网络硬件原型接近完成,新的挑战也随之而来。功能网络不仅仅是物理硬件,可扩展量子网络系统的研究还处于起步阶段。在本文中,我们提出了一种量子网络协议,旨在实现端到端量子通信,以应对量子力学带来的新基础和技术挑战。我们开发了一种量子数据平面协议,可实现端到端量子通信,并可作为更复杂服务的构建块。近期量子技术面临的一个关键挑战是退相干——量子信息的逐渐衰减——这对存储时间施加了极其严格的限制。我们的协议旨在应对较短的量子内存寿命。我们使用量子网络模拟器演示了这一点,并表明该协议即使在退相干导致严重损失的情况下也能提供服务。最后,我们得出结论,该协议在当今正在开发的资源极其有限的硬件上仍然有效,强调了这项工作的及时性。
自旋分子是量子技术很有前途的构建模块,因为它们可以进行化学调节,组装成可扩展的阵列,并可轻松整合到各种设备架构中。在分子系统中,光学寻址基态自旋将使量子信息科学得到广泛应用,正如固态缺陷所证明的那样。然而,这一重要功能对于分子来说仍然难以实现。在这里,我们在一系列合成的有机金属铬 (IV) 分子中展示了这种光学寻址能力。这些化合物显示出基态自旋,可以用光初始化和读出,并用微波进行相干操控。此外,通过对分子结构的原子修饰,我们可以调整这些化合物的自旋和光学特性,为自下而上合成设计量子系统铺平了道路。
摘要:本文介绍了一种新颖的编码方案,该方案允许单个量子系统对多量子比特寄存器进行编码。这可以更有效地利用资源,并在设计量子系统时节省成本。该方案基于使用通过在半导体材料中引入杂质形成的离散能谱的电荷自由度来编码逻辑量子态的概念。我们提出了一种执行单量子比特操作和受控双量子比特操作的机制,提供了一种使用由 Rabi 振荡产生的适当脉冲来实现这些操作的机制。使用 IBM 的 Armonk 单量子比特量子计算机模拟上述架构,将两个逻辑量子态编码为 Armonk 量子比特的能量态,并使用自定义脉冲执行一量子比特和两量子比特量子操作。
本课程为工程学本科生提供设计量子设备和系统(包括量子计算机)所需的物理理解和数学能力。因此,整个课程的主要参与者是固体中的电子。学生有望学习:1)何时或在什么条件下,量子效应在设备中变得不可忽略;2)如何计算在人工势结构中移动的电子的量子态(波函数)和能量;3)什么决定了量子固态设备的电学和光学特性。我们将尽早介绍量子力学的基本数学基础,然后紧接着介绍量子信息和量子计算,这是量子力学最重要的新兴应用之一。我们将力求在严格的数学推导和示例问题解决之间取得良好的平衡。这些问题将是实际的,包括量子阱红外光电探测器、太阳能电池、量子隐形传态、布洛赫振荡、LED 的带隙工程、量子级联激光器、拓扑能带结构和范德华异质结构的能带图等现代主题。
麦克斯韦的恶魔是信息控制的典型示例,这对于设计量子设备是必需的。在热力学中,恶魔是一个智能的存在,他利用信息的熵性来对储层之间进行激发,从而降低了总熵。到目前为止,麦克斯韦恶魔的实施很大程度上仅限于马尔可夫浴场。在我们的工作中,我们研究了使用超导电路平台通过非马克维亚效应来协助这种恶魔的程度。设置是通过恶魔控制的QUTRIT界面连接的两个浴室,仅当两个浴缸的整体熵被降低时,才允许激发转移。最大的熵减少是在非马克维亚政权中实现的,重要的是,由于非马克维亚效应,可以通过适当的时机优化恶魔性能。我们的结果表明,可以利用非马克维亚效应来提高量子麦克斯韦恶魔中的信息传输速率。
本课程为工程学本科生提供设计量子设备和系统(包括量子计算机)所需的物理理解和数学能力。因此,整个课程的主要参与者是固体中的电子。学生有望学习:1)何时或在什么条件下,量子效应在设备中变得不可忽略;2)如何计算在人工势结构中移动的电子的量子态(波函数)和能量;3)什么决定了量子固态设备的电学和光学特性。将尽早介绍量子力学的基本数学基础,然后立即介绍量子信息和量子计算,这是量子力学最重要的新兴应用之一。我们将力求在严格的数学推导和示例问题解决之间取得良好的平衡。问题将是实际的,包括量子阱红外光电探测器、太阳能电池、量子隐形传态、布洛赫振荡、LED 的带隙工程、量子级联激光器、拓扑能带结构和范德华异质结构的能带图等现代主题。必修课文:
摘要:量子力学的优势转移了经济学上理解财务数据中极端尾部损失的能力,这变得更加可取,尤其是在有价值的风险(VAR)和预期不足(ES)预测的情况下。在非量子量子机制后面,它确实与人类头脑风暴的分布信号联系在一起。本文的突出目的是在有条不紊地设计量子波分布,以分析东南亚国家协会(ASEAN)国家(包括泰国(SET),新加坡(STI),马来西亚(FTSE),菲律宾(PSEI)和印度尼亚(PCEI),包括泰国(SET),新加坡(STI),包括泰国(SET),包括泰国(SET)国家(SET)(SET)国家(SET),以有条不紊地分析量子波分布。数据样本被视为1994年至2019年之间的季度趋势。贝叶斯统计和模拟用于当前估计的输出。从经验上讲,量子分布对于提供“真实分布”而言是显着的,该分布在计算上符合贝叶斯的推论,并至关重要地促进了较高的财务经济学的极端数据分析。
硅环谐振器调制器(RRMS)具有减少足迹和功耗并增加波长多路复用(WDM)发射器的调制速度的巨大潜力。但是,RRM的光学特性对制造变化高度敏感,这使它们在设计量生产或大量WDM通道方面具有挑战性。在这项工作中,我们提供了一种RRM设计,该设计经过专门设计和实验验证,以降低对制造变化的敏感性。这包括对抗性过度和不足的暴露(±30 nm横向偏差)的敏感性分析以及耦合部分内蚀刻深度变化(±10 nm深度变化)的敏感性分析。对于我们的设计,偏离目标耦合强度的偏差将两倍提高。使用标准的CMOS兼容过程在Soi晶圆上制造了提议的设备。我们演示了以上灭绝比以上的RRM,OMA更好,即-7 dB(2 V pp)和29 GHz的电光带宽,仅在32 GB/s下显示仅受我们的测量设置的开放式眼睛图。测得的耦合系数与模拟值非常吻合。此外,我们应用了相同的设计修改来实现低掺杂的RRM和基于环的添加 - 滴滴 - 磁材(OADMS)。模拟和测量的耦合系数之间的一致性(我们确定为设备性能可变性的主要来源),进一步证实了我们的设计修改的有效性。这些结果表明,可以利用所提出的设计,以大规模地,尤其是在WDM系统中的大规模制造基于谐振的设备。
其他资助:美国国家科学基金会资助德克萨斯几何和拓扑学会议 DMS-1812040(与 D. Baskin 和 I. Zelenko 合作)90,000 美元(5/18 - 5/21)美国国家科学基金会资助德克萨斯几何和拓扑学会议 DMS-1510060(与 J.Pitts 合作)(4/15 - 4/18)美国国家科学基金会资助外微分系统新方向:纪念 Robert Bryant 60 岁生日的会议 DMS-1321212(与 J. Clelland 和 C. Robles 合作)(2/13 - 2/14)美国国家科学基金会资助德克萨斯几何和拓扑学会议 DMS-1203131(与 J.Pitts 合作)(4/12 - 4/15)美国国家科学基金会资助德克萨斯代数几何研讨会 DMS-1203175(与 L. Matusevich、JM Rojas、P. Lima-Filho 和 F. Sottile) (4/12 - 4/13) 数学与应用研究所 (IMA) 会议资助,用于 TAMU 的几何应用研讨会 (4/12) 美国国家科学基金会资助,用于德克萨斯几何和拓扑会议 DMS-0904481 (与 J.Pitts) (4/09 - 4/12) 美国国家科学基金会资助,用于德克萨斯代数几何研讨会 DMS-0915235 (与 M. Rojas、P. Lima-Filho、F. Sottile、L. Matusevich) (4/09 - 4/12) 美国国家科学基金会资助,用于德克萨斯几何和拓扑会议 DMS-0605082 (与 J.Pitts) (4/06 - 4/09) 佐治亚理工学院 VIGRE 资助 (5 名 PI 之一) (2002-2007)。教学经验。在美国和法国教授各级课程,从本科一年级到高级研究生课程。德克萨斯 A&M 研究生课程开发:设计量子计算/量子信息理论研究生课程,重新设计研究生微分几何序列和代数几何 I 课程,开设代数几何 II 课程,共同开设表示理论课程。在费城学校发起补充数学课程,以激发对数学的兴趣(由费城行政服务团的一小笔拨款资助),通过在初中和高中进行数学演讲(91-94)。LSAMP 导师 - 针对第一代大学生的计划(2017-18,2018 年后停止)。