抽象的量子技术是物理和工程领域的扩展领域,该方案的开发是基于量子力学的增强或新颖应用的协议和设备的开发。这包括量子计算和量子通信。量子计算机承诺基于与光学和仿真问题相关的叠加以及大量分解的计算速度 - 对我们的经典加密方案构成威胁。量子通知通过根据量子力学定律提供无条件安全的通信通道来解决此问题。此外,量子通信将允许在远程量子计算机之间交换量子信息,从而启用分布式量子计算。连接量子计算机或处理器的基础结构称为量子网络。网络节点处的固定量子位用于执行信息处理或存储操作,而频率量子位连接节点并启用量子信息的传输。光子是出色的量子位,因为它们以光速传播并且具有较小的相互作用横截面。因此,量子网络需要光的量子状态来提供量子量。这些光的量子状态需要纠缠,难以区分和波长匹配,以使它们要么在网络中经历较低的传输损失,要么可以与其他量子技术(如基于原子的量子记忆)接触。在本文中,已经研究了单个自组装的光学活性半导体量子点的单个,无法区分或纠缠的光子的发射,我们选择的量子发射器。所研究的量子点在电信范围内发射或接近rubidium中的D 1-转换。在本论文中执行的实验的主要方面是通过使它们使它们的波长(可降低)来研究发射器到未来的量子网络中,并将它们整合到光子结构中并采用谐振激发方案,以使光子具有不预定的纯度纯度,难以置信的区别能力或实用的相关性。在电信范围内,我们研究了INASP纳米线量子点,其发射的发射从接近界面范围转移到电信O – band和c – band。单个光子发射以类似于其近红外对应物类似的量子点的衰减时间。此外,在电信C带中排放的INAS/GAAS量子点集成到压电 - 电动子板上,并通过使用商业
自从贝尔的不平等现象出现以来,很明显,局部隐藏的变量模型不能与量子力学的完整数学形式兼容[1,2,2,3,4]。的确,最近无漏洞的实验似乎与该结论一致[5,6,7,8]。尽管如此,仍然存在一个开放的问题,其中观察到的现象本质上是真正的量子,没有经典的类似物。这个阐明量子古典边界的问题是实际重要的,因为许多新的和新兴的技术,例如量子计算,量子通信和量子传感,都依赖于这种区别来实现其效果和安全性[9]。量子光学的领域似乎是探索这个问题的好地方,因为感兴趣的系统相对简单地以离散场模式来描述,而重要的光 - 物质相互作用可能仅限于光dection设备的物理学。量子光学的更好奇的方面之一是真空或零点字段(ZPF)的概念。在量子电动力学(QED)中,真空状态被定义为仅是给定领域模式的最低能量状态[10]。该状态下的光子数量为零,但其能量为非零,引起了“虚拟”光子的概念。尽管量子真空被视为仅是虚拟的,但其影响是非常真实的。现象,例如Casimir力量,范德华的吸引力,羔羊的移位和自发发射都有其起源在量子真空中[11]。量子光学中真空状态的突出性表明,它们可能在开发探索量子古典边界的物理理论中很有用。在这项工作中,我们将假设QED的量子真空是真实的,而不是虚拟的。这样做,我们将放弃对量子理论的所有正式参考,并考虑一个仅由古典物理学支配的世界,尽管在这种情况下,在这种世界中存在着重新的真空
错误检测和纠正是任何可扩展量子计算架构的必要先决条件。鉴于量子系统中不可避免地存在不必要的物理噪声,并且错误容易随着计算的进行而扩散,计算结果可能会受到严重破坏。无论选择哪种物理实现,这一观察结果都适用。在光子量子信息处理的背景下,人们对包括玻色子采样在内的被动线性光学量子计算产生了浓厚的兴趣,因为这种模型通过快速、主动控制消除了前馈的极具挑战性的要求。也就是说,这些系统在定义上是被动的。在通常情况下,错误检测和纠正技术本质上是主动的,这使得它们与该模型不兼容,这引起人们的怀疑,即物理错误过程可能是一个难以逾越的障碍。这里我们探索了一种基于光子量子比特 W 状态编码的光子误差检测技术,该技术完全是被动的、基于后选择的,并且与这些近期感兴趣的光子架构兼容。我们表明,这种 W 状态冗余编码技术能够通过简单的扇出式操作抑制光子量子比特上的失相噪声,该操作由光学傅里叶变换网络实现,现在可以轻松实现。该协议有效地将失相噪声映射到预兆故障,在理想的无噪声极限下故障概率为零。我们在单个光子量子比特通过嘈杂通信或量子存储通道的背景下提出我们的方案,该方案尚未推广到更一般的全量子计算背景。
使用包含时空自由度的正交基,我们开发了用于量子光学的 Wigner 函数理论,作为 Moyal 形式主义的扩展。由于时空正交基涵盖所有量子光学状态的完整希尔伯特空间,因此它不需要分解为离散希尔伯特空间的张量积。与此类空间相关的 Wigner 函数成为函数,运算由函数积分(星积的函数版本)表示。由此产生的形式主义使时空自由度和粒子数自由度都相关的场景的计算变得易于处理。为了演示该方法,我们为一些众所周知的状态和算子计算了 Wigner 函数的示例。
摘要 我们回顾了量子光学中时间模式 (TM) 的概念,强调了 Roy Glauber 对其发展做出的关键性和历史性贡献,以及它们在量子信息科学中日益增长的重要性。TM 是正交的波包集,可用于表示多模光场。它们是光的横向空间模式的时间对应物,并发挥类似的作用——将多模光分解为分离统计独立自由度的最自然基础。我们讨论了如何开发 TM 来紧凑地描述各种过程:超荧光、受激拉曼散射、自发参量下转换和自发四波混频。可以使用非线性光学过程(例如三波混频和量子光学存储器)来操纵、转换、解复用和检测 TM。因此,它们在构建量子信息网络中发挥着越来越重要的作用。
加入了研究团队:对于博士教育计划,弗劳恩霍夫·艾奥夫(Fraunhofer iof)和弗里德里希·席勒大学(Friedrich Schiller University)耶拿(Jena)紧密合作:从左到右的Groupleaders:MarkusGräfe博士,Falk Eilenberger博士,Frank Setzpfandt博士,Erik Beckert博士,Erik Beckert博士和Fabian Steinlelechner博士。
(注:该项目可能需要获得当地政府的无人机操作官方许可,请确保在项目的后续阶段不会遇到此类问题) 主题 3. 智能地理信息系统开发 该系统将基于卫星图像、地图、人工智能方法的统计数据分析,用于城市发展预测,因为其研究成果以后将适用于洪水估计,这对英国或世界任何关键地区的房地产市场都有重要的经济意义。预计在本研究中开发的任何预测系统都可能具有房地产和住房市场的市场潜力。(例如用于财产价值评估) 主题 4. 医疗健康应用(医学成像、红外成像、疾病或异常检测的组织/皮肤纹理分析)。我们的新方法“智能激光散斑分类”广泛用于从皮肤图像中检测健康异常。 (例如糖尿病等)有关更多信息,请访问:https://en.wikipedia.org/wiki/Intelligent_laser_speckle_classification 主题 5. 工业应用(产品检测的视觉系统、机器人视觉、物体跟踪、纹理分析、航空航天/汽车工业的 3D 成像、物理现象建模等) 主题 6. 生物细胞 - 化学物质通信解码 生物信息学的这个主题涉及在基础层面上解码细胞或细菌或药物之间的“通信语言”,并在进一步阶段了解它们的隐形策略以制定对抗疾病的对策。对于这种研究,使用了一些微观视频录制应用程序和 AI 软件。 主题 7. 计算量子物理与光学
frrrr − = − r
首先,我们在实验中测量的强光子 - 光子相互作用,如巨型跨kerr效应所示。在这项工作中,在单个光子水平的两个相干领域之间测量了每个光子约20度的条件相移。鉴于这种强烈的相互作用,我们提出并分析了基于跨凯尔效应的级联设置,以检测巡回微波炉光子,这是一个长期的杰出问题,只有最近的实验实现。我们表明,对于很少的级联传输,可以对微波光子进行无损检测。超导量子干扰装置(squid)的片上可调性被利用在下一个呈现的实验工作中创建可调超导谐振器。最后,我们表明,通过将原子放在传输线的末端,可以有效地生成微波光子。我们还提出了一个可以在任意波数据包中生成光子的设置。