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World File Search System逻辑运算
四元逻辑作为强人工智能的“信念”逻辑
摘要：本文考虑了一类逻辑系统，其中双重否定定律不起作用，但 n 维否定定律依赖于逻辑的 n 维性而起作用。这种方法使我们能够以新的方式描述三维和更高维逻辑，并对这些系统中的“不确定性”做出解释。具体而言，从这个角度来看，只有二的倍数的逻辑才是完整的：二进制、四进制、八进制等等，因为逻辑中每增加一个新维度，其“n 性”就会加倍。作为古典逻辑的扩展，定罪逻辑的基本逻辑运算由表格列出。结果表明，这种逻辑在二维逻辑空间中运行，更加灵活、直观，理论上可以用于强人工智能系统。
用于神经形态计算的重金属异质结构
提出了一种基于反铁磁/重金属 (AFM/HM) 异质结构的光触发和电控制超快神经形态计算处理器的概念。基于 AFM/HM 的人工神经元由短 THz 范围脉冲激发，从而触发 AFM 中的进动。HM 层中的偏置电流可用于修改进动的共振频率。进动通过逆自旋霍尔效应转换为 HM 层中的电流。因此，提出了一种神经形态处理器模型，该模型由基于 AFM 的兴奋性人工神经元（振荡器）和处理神经元（检测器）组成。我们表明，使用光激发可以在低功耗下显著提高神经形态计算的处理速度。演示了最简单逻辑运算（OR、AND）的实现示例。
相位噪声对超导量子比特控制的影响 - Mercurio
其中 f ( t ) 是包络，ν 是载波频率，φ 是相位。驱动脉冲用于对量子位执行逻辑运算，其持续时间、幅度和相位决定了所执行的运算类型。在本文中，我们重点研究受相位噪声影响的 N π − 脉冲的生成，以实现 N NOT 非理想门。这里使用持续时间为 50 ns、幅度约为 0.5 au、载波频率为 6 GHz 的矩形脉冲。π − 脉冲强制绕布洛赫球的特定轴（在我们的例子中是 X 轴）旋转 180 度，从而导致量子位的状态反转，见图 1（a）。如果 π − 脉冲受到相位噪声的影响，并且量子位在基本状态 | 0 ⟩ 初始化，则最终状态将不是 | 1 ⟩ ，但由于绕 X、Y 和 Z 轴的不必要的旋转，状态有所不同，见图 1(b)。相位噪声已直接应用于脉冲包络分量，这相当于将其应用于载波相位。
使用 ... 实现的 32 位 ALU 性能优化
在当今快速发展的技术中，许多设备的尺寸都非常小，通常以纳米为单位，而算术逻辑单元 (ALU) 在这些系统中必不可少。ALU 负责对二进制数据执行数学和逻辑任务，二进制数据由基本计算机语言零和一组成。算术逻辑单元 (ALU) 是中央处理器 (CPU) 处理计算的主要组件，它解码 CPU 命令并执行加法、减法、乘法和比较等运算，以促进有效的数据处理。在获得二进制输入后，ALU 执行诸如加法之类的任务，然后将结果传输到 CPU 以用于其他目的。除了算术函数之外，ALU 还执行逻辑运算，例如 AND、OR、XOR 和 NOT，这些对于数据比较和决策至关重要。作为计算机设计中的关键元素，ALU 在执行从基本数学运算到复杂数据处理的各种功能中起着至关重要的作用，在当今的计算机系统中至关重要。
ISSN: 2320-5407 国际J. Adv. Res. 13(01), 357-363
量子计算是一门跨学科领域，融合了理论物理学、泛函分析和算法计算机科学。量子计算研究的主要目的是证明使用量子计算机可以比传统计算机更快地完成某些任务。为此，量子存储器对于开发协调量子计算机中各种过程的同步工具和保留量子态（如叠加）身份的量子门以及将预设光子转换为按需光子的方法至关重要。量子存储器对于大规模光子量子计算系统至关重要，可实现光子信号的相干操控、缓冲和重新定时。与传统存储器不同，量子存储器允许状态以量子叠加的形式存在，为量子算法提供了比传统存储系统更大的灵活性。虽然传统的只读存储器 (ROM) 往往速度较慢，但量子计算促进了以量子位作为输入状态运行的新型计算机类型的开发，从而增加了存储容量。本文提出了一种基于量子的 ROM（QROM）架构，该架构利用基于量子的二进制逻辑运算，并对系统性能进行了分析，重点关注热量产生和速度参数。
![arXiv:2102.00371v1 [quant-ph] 2021 年 1 月 31 日](/simg/g:\will\search\icon\source\8\8487126988e390485fb9ab77df743ee7d1821ed7.webp)
arXiv:2102.00371v1 [quant-ph] 2021 年 1 月 31 日
量子计算是一种革命性的信息处理形式，它能够比传统（经典）方法更快地解决某些计算问题 [1, 2]。量子信息用量子比特表示，量子比特可以存在于 0 和 1 的叠加态中。多个量子比特可以以纠缠态的形式制备，这些纠缠态通常具有指数数量的叠加态，从而为量子计算机提供强大功能。量子算法可以用涉及通用离散量子门操作的电路来表示，这些电路将量子比特纠缠在一起，类似于将晶体管连接在一起以在经典计算机中执行逻辑运算。最近，基于门的量子计算机已经作为云计算服务提供，由 IBM [3] 和亚马逊网络服务 [4] 托管。这些云提供商提供两种截然不同的硬件类型：离子阱和超导量子比特。每个系统中对量子电路的控制仅限于某些量子逻辑门操作，并且它们的量子位具有明显不同的架构和错误过程。在这里，我们报告了几个小量子电路的执行情况，并基于它们的性能，我们研究了这些量子系统的基本特性，例如量子位连接、门噪声及其累积以及状态准备和测量 (SPAM) 错误。通过在两个量子位之间执行越来越多的操作来测试量子位噪声、门噪声及其累积。SPAM 误差是通过在确定的量子位状态下初始化后立即测量量子位来提取的。通过实现具有不同电路复杂度级别的 Bernstein-Vazirani 量子算法 [5] 来间接探测量子位连接。
研究论文：受鲨鱼皮启发的磁活性可重构声学超材料
现有的大多数声学超材料依赖于具有固定配置的架构结构，因此，一旦结构制成，其属性就无法进行调制。新兴的主动声学超材料为按需切换属性状态提供了有希望的机会；然而，它们通常需要束缚负载，例如机械压缩或气动驱动。使用不受束缚的物理刺激来主动切换声学超材料的属性状态仍未得到很大程度上的探索。在这里，受鲨鱼皮小齿的启发，我们提出了一类主动声学超材料，其配置可以通过不受束缚的磁场按需切换，从而实现声学传输、波导、逻辑运算和互易性的主动切换。关键机制依赖于磁可变形米氏谐振器柱 (MRP) 阵列，这些阵列可以在垂直和弯曲状态之间调整，分别对应于声学禁止和传导。 MRP 由磁活性弹性体制成，具有波浪形空气通道，可在设计的频率范围内实现人工米氏共振。米氏共振会诱发声学带隙，当柱子被足够大的磁场选择性弯曲时，声学带隙会闭合。这些磁活性 MRP 还可用于设计刺激控制的可重构声学开关、逻辑门和二极管。本范例能够创建第一代不受束缚的刺激诱导的主动声学元设备，可能具有广泛的工程应用，包括从噪声控制和音频调制到声波伪装。
可能实现的量子计算机
技术进步开始将一个以前只是学术性的问题变为现实：计算的基本物理极限是什么？兰道尔的结论 (1) 是，唯一必然需要耗散的逻辑运算是不可逆运算，这一结论促成了可逆、无耗散逻辑器件的设计 (2)，促成了仅使用可逆逻辑即可进行计算的发现 (3-4)，并促成了计算机的提案，在计算机中，比特（信息的基本量子）由真正的量子力学量子（如自旋）记录 (5-10)。到目前为止，量子力学计算机的提案依赖于“设计汉密尔顿算子”，这些算子是专门为允许计算而构建的，不一定与任何物理系统相对应。相比之下，本报告提出了一类实际上可能可构建的量子计算机。拟议的计算机由弱耦合量子系统阵列组成。计算是通过将阵列置于电磁脉冲序列中来实现的，这些脉冲序列会在局部定义的量子态之间引起跃迁。例如，在一维空间中，计算机可能由聚合物中的局部电子态组成；在二维空间中，计算机可能由半导体中的量子点组成；在三维空间中，计算机可能由晶格中的核自旋组成。在兰道尔极限下运行，只需要耗散即可进行纠错，这里详述的系统是 Deutsch 设想的真正的量子计算机 (6)：位可以放置在 0 和 1 的叠加中，量子不确定性可用于生成随机数，并且可以创建表现出纯量子力学相关性的状态 (5-10)。利用量子效应构建分子级计算机的想法并不新鲜 (11-13)。这里详述的提议依赖于共振的选择性驱动，这是 Haddon 和 Stillinger (11) 用来在分子中诱导逻辑的方法，
![arXiv:2106.00754v1 [quant-ph] 2021 年 6 月 1 日](/simg/g:\will\search\icon\source\f\f919e91cb28ba0df3200589a24bff1a31e185935.webp)
arXiv:2106.00754v1 [quant-ph] 2021 年 6 月 1 日
实现可扩展量子计算机面临的最大挑战之一是设计一个物理设备，使每个量子处理操作的错误率保持在较低水平。这些错误可能源于量子操纵的准确性，例如固态量子比特中栅极电压的扫描或光学方案中激光脉冲的持续时间。错误还源于退相干，退相干通常被认为更为关键，因为它是量子系统固有的，从根本上说是与外部环境耦合的结果。将小的量子比特集合分组为具有对称性的簇可能有助于保护部分计算免受退相干的影响。在这项工作中，我们使用 4 级核心和离散旋转对称性的直接概括（称为 ω -旋转不变性）来编码耦合量子比特对和通用 2 量子比特逻辑门。我们将量子误差作为退相干的主要来源，并表明对称性使逻辑操作特别能抵御不合时宜的各向异性量子比特旋转。我们提出了一种可扩展的通用量子计算方案，其中核心充当量子计算晶体管（简称量子电阻）的角色。通过将量子电阻与引线进行隧道耦合，可以实现初始化和读出。外部引线被明确考虑在内，并被认为是另一个主要的退相干源。我们表明，通过调整量子电阻的内部参数，可以动态地将量子电阻与引线解耦，从而赋予它们作为可控量子存储单元所需的多功能性。通过这种动态解耦，量子电阻内的逻辑运算也可以对称地免受参数中无偏噪声的影响。我们确定了可以实现 ω -旋转不变性的技术。我们的许多结果可以推广到更高级别的 ω -旋转不变系统，或适用于具有其他对称性的集群。
使用几何和完整量子门进行基于 Skyrmion 的量子计算的机会
Skyrmion 是凝聚态中拓扑稳定的结构，具有粒子状特性。自 2009 年发现以来 [1]，它们在自旋电子学领域引起了广泛关注，尤其在存储设备和逻辑运算中具有潜在应用价值。随着实验技术的进步，Skyrmion 的尺寸已经可以小到只有几个晶格常数。这引起了人们对从量子力学角度研究其特性的兴趣，进而促成了 Skyrmion 量子比特的提出 [2]。在反演对称磁体中，Skyrmion 表现出有趣的特性，可能适用于量子计算应用 [3]。在哈密顿层面，Skyrmion 可以被设计成与现有的超导量子比特（如 transmon 和 flux 量子比特）相似。受这些相似之处的启发，我们探索了当 Skyrmion 配置在所谓的 transmon 状态时可能意味着什么。超导 transmon 量子比特具有增强的抗噪性和可控性，彻底改变了量子计算领域。因此，很自然地，我们会问 Skyrmion 量子比特是否可以实现类似的改进，因为它们是完全不同的物理实体。我们研究了两种可能的 Skyrmion 量子比特类型：S ˆ z 量子比特和螺旋性量子比特，它们取决于底层材料的特性。我们讨论了量子 Skyrmions 的量化过程以及这两种量子比特类型如何从集体坐标量化中产生。这引出了我们最终用来描述材料和仪器参数方面不同量子比特配置的一般哈密顿量。我们从非谐性和耦合强度等常见度量的角度讨论这些配置，以展示未来 Skyrmion 量子比特的机遇和挑战。此外，与通常实现的动态门不同，我们探索了这些系统中几何和完整量子门的潜力。为了实现这样的门，必须将量子比特设计成三级系统（即 Λ 系统），而这在 Skyrmion 量子比特的背景下尚未被探索过。我们阐述了如何创建这样的系统，并模拟了单个量子比特门来确认结果。最后，我们阐述了如何使用这些方法实现通用门集，并讨论了当前为实现 Skyrmion 量子比特的可扩展量子平台所做的努力。