图 6. 带有集成光学腔的离子阱:(a)因斯布鲁克大学的集成光学腔阱 [ 93 ]。从离子发射的 854nm 光子的 50% 可被腔收集,并转换为 1550nm 的通信波长。(b)萨塞克斯大学的集成光学腔阱。该阱展示了离子和腔模式之间的第一个强耦合。(c)奥胡斯大学的离子阱。腔镜 (CM) 沿轴向,径向泵浦光束用于将离子泵回多普勒冷却循环。这些离子可在 CCD 上成像。压电换能器 (PZT) 用于主动锁定光学腔与 RP 激光器共振。(d)当径向 RP 激光器开启时,大约 100 个离子的整个晶体都是明亮的。 (d)当径向RP关闭时,只有腔内的离子是亮态,腔外的离子处于暗态[144]。
F、Plenio MB. 量子演化的纠缠和非马尔可夫性。Phys Rev Lett, 2010, 105: 050403; Breuer HP、Laine EM、Piilo J. 测量开放系统中量子过程的非马尔可夫行为程度。Phys Rev Lett, 2009, 103: 210401 9 Datta A、Shaji A、Caves CM. 量子不和谐与一个量子比特的力量。Phys Rev Lett, 2008, 100: 050502 10 Lanyon BP、Barbieri M、Almeida MP 等。无纠缠的实验量子计算。Phys Rev Lett, 2008, 101: 200501 11 Vedral V. 难以捉摸的加速源。 Found Phys, 2010, 40: 1141 – 1154 12 Shannon C E. 通信的数学理论。Bell Syst Tech J, 1948, 27: 379-423: 623 – 656 13 Groisman B, Popescu S, Winter A. 量子态中的量子、经典和总关联量。Phys Rev A, 2005, 72: 032317 14 Ferraro A, Aolita L, Cavalcanti D, et al. 几乎所有量子态都具有非经典关联。Phys Rev A, 2010, 81: 052318
在20世纪初期,量子力学的成立催化了第一次量子革命,从而导致了突破性的技术进步,例如核能,半导体,激光器,核磁共振,超导性和全球卫星定位系统。这些创新在物质文明方面取得了重大进展,从根本上改变了人类的生活方式和社会格局。自1990年代以来,量子控制技术已取得了显着的进步,并迎来了量子技术的快速发展,尤其是用量子信息科学体现的。这包括诸如量子通信,量子计算和量子精度测量之类的域,提供范式移动解决方案,以增强信息传输安全性,加速计算速度和提高测量精度。这些进步有可能为国家安全和国民经济的高质量发展提供关键的基础。量子信息技术的迅速发展预示了第二量子革命的出现。经过近三十年的一致努力,中国的量子信息技术领域的整体取得了飞跃。具体来说,中国目前在量子通信的研究和实际应用中扮演着重要的国际角色,在量子计算方面领导了全球领域,并在量子精确度量的各个方面实现了国际优先或高级阶层。目前,必须全面评估即将到来的5至10年中,与国家战略优先事项和不断发展的国际竞争格局一致,对中国量子信息领域的发展优先级。这将使您可以积极建立安全,高效,自主和可控的下一代信息技术系统。
摘要:与传统的伪影电压标准不同,量子电压标准与基本物理常数有关,因此具有高准确性和稳定性等电压计量学的优势。本文回顾了约瑟夫森效应的发现以及建立直流量子电压标准的过程,重点是结合AC量子电压标准的基本原理,问题以及应用的应用,包括可编程的约瑟夫森电压标准和脉搏驱动的Josephson的标准,并比较了两种AC量子的应用。特别是,鉴于准确的电能测量的重要性,引入了两个基于量子电压的交流功率标准。最后,未来的发展趋势和量子电压标准的应用前景得到了验证。
2 Quantum information theory with density matrices and quantum channels 2 Trace distance and fidelity of quantum states 纠缠 2 Entanglement, measurement, witness, multipartite entanglement 和三个量子通讯协议 2 Quantum superdense coding; Quantum teleportation; Entanglement swaping 量子纠错
在非相对论量子系统中,利布-罗宾逊定理 [1-2] 规定了一个新出现的速度限制 v,在幺正演化下建立了局部性,并限制了执行有用量子任务所需的时间。在本次演讲中,我将介绍我们的工作 [3],即将利布-罗宾逊定理扩展到具有测量和自适应反馈的量子动力学。与测量可以任意违反空间局部性的预期相反,我们发现量子信息的速度最多可以提高 (M+1) 倍,前提是已知 M 个局部测量的结果;即使经典通信是即时的,这也是如此。我们的界限是渐近最优的,并且被现有的基于测量的协议所饱和 [4]。我们严格限制了量子计算、纠错、隐形传态以及从短程纠缠初始状态生成纠缠资源状态(Bell、GHZ、Dicke、W 和自旋压缩状态)的资源要求。我们的研究结果限制了使用测量和主动反馈来加速量子信息处理,并限制了大量已提出的量子技术的可扩展性。参考文献:[1] Lieb 和 Robinson,“量子自旋系统的有限群速度”,Comm. Math. Phys. 28, 251 (1972)。[2] Chen, Lucas 和 Yin,“多体量子动力学中的速度限制和局部性”,arXiv:2303.07386。[3] Friedman, Yin, Hong 和 Lucas,“带测量的量子动力学中的局部性和误差校正”,arXiv:2206.09929。[4] Briegel, Dur, Cirac 和 Zoller,“量子中继器:不完美局部操作在量子通信中的作用”,Phys. Rev. Lett. 81, 5932 (1998)。
此外,我们推导出信息能量交换方程(I = (E - mgh) / k),该方程将信息能量与势能、引力常数和比例常数 k 联系起来。该方程使我们能够分析信息系统中信息能量与其他形式能量之间的相互作用,为理解信息动态提供了一个统一的框架
量子力学的很大一部分效力在热平衡中被掩盖。不同的领域依赖于创建远离平衡的量子相,例如量子化粒子和多体系统,它们应用于量子信息处理和存储。超快太赫兹频率 (THz) 激光脉冲具有实现由集体量子效应决定的非平衡相的诱人能力,因为它们的时间尺度与电子、自旋、晶格离子等的纳米级动力学相称。在本次演讲中,我将展示太赫兹频率脉冲可以控制单个量子点中的通用光致发光闪烁 [1,2],尽管经过了二十年的研究,但这仍然是一个持续的挑战。然后,我将介绍一种用于选择性相位控制的新型非共振激发方法,以 LiNbO 3 中的铁电反转和 SnSe 和 MoTe 2 中的多态跃迁为例,它们与非平凡的能带拓扑交织在一起 [3,4]。最后,我将说明如何利用对太赫兹与物质相互作用的基本理解来设计用于偏振敏感太赫兹成像的纳米光子装置 [5]。[1] Shi, J. 等人。Nat. Nanotechnol. 16, 1355 (2021)。[2] Shi, J. 等人。Nano. Lett. 22, 1718 (2022)。[3] Shi, J. 等人。Nat. Commun.,即将出版。arXiv : 1910.13609 (2023)。[4] Shi, J. 等人。Nat. Phys.,正在审查中。[5] Shi, J. 等人。Nat. Nanotechnol. 17, 1288 (2022)。
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