XiaoMi-AI文件搜索系统
World File Search System量子化
三种量子货币方案的密码分析
我们研究了三种公钥量子货币方案背后的安全假设。2012 年，Aaronson 和 Christiano 提出了一种基于向量空间 F n 2 的隐藏子空间的方案。2015 年，Pena 等人推测该方案背后的难题可以在准多项式时间内解决。我们通过给出底层问题的多项式时间量子算法来证实这一猜想。我们的算法基于计算隐藏子空间中随机点的 Zariski 切线空间。2017 年，Zhandry 提出了一种基于多元哈希函数的方案。我们给出了一种多项式时间量子算法，用于以高概率克隆货币状态。我们的算法使用该方案的验证电路根据给定的序列号生成钞票。2018 年，Kane 提出了一种基于模形式的方案。Kane 方案中背后的难题是克隆一个表示一组 Hecke 算子的特征向量的量子态。我们给出了一个多项式时间量子化方法，将这个难题简化为线性代数问题。后者更容易理解，我们希望我们的简化方法能为未来对该方案的密码分析开辟新的途径。
通量量化超引力中的拓扑 QBits
M 膜。引人注目的是，量子引力研究（例如 [ 77 ]）为解决这一系列可能阻碍实践进步的理论问题提供了潜在的解决方案。超引力（SuGra）在局部超对称增强中显示出对强耦合相互作用一般理论的完善，其中强关联量子系统的动力学可以有用地映射到膜的涨落上（[ 8 ，§ 2]，因此工作标题为“M 理论” [ 7 ][ 8 ]）和高维 5 膜 [ 8 ，§ 3][ 25 ][ 26 ]，位于辅助高维时空内（11D SuGra [ 8 ，§ 1][ 24 ]），这种现象被称为全息对偶 [ 79 ]。例如，量子临界超导体的相变无法用传统的弱耦合（“微扰”）分析来解释，但通过这些引力 M 理论方法至少可以定性地理解 [ 33 ][ 21 ][ 22 ][ 31 ][ 6 ]（综述见 [ 50 ][ 79 ][ 48 ][ 32 ]）。如果没有一个实际的 M 理论/全息术公式，超越通常但不切实际的宏观重合膜数量的大 N 极限，就不可能得到更精确的定量结果。进一步发展 M 理论的进展停滞不前，但我们可能会注意到，经典超引力中已经存在的一个基本非微扰现象在这种背景下几乎没有受到关注，即“通量量子化”问题。我们发现这一点至关重要：
克林顿·J·戴维森 - 电子波的发现
可以说，电子衍射的发现是由伽利略开创的。但我并不打算效仿这位以伊甸园事件为起点讲述家乡历史的绅士。我将以导致物理学家最终接受光在某些用途上必须被视为粒子这一观点的事件作为一个方便的起点。这一观点在 1800 年被托马斯·杨平息后，又在 1899 年再次困扰着自满的物理学界。这一年，马克斯·普朗克提出了光能在某种程度上是量子化的这一观点。正如他所展示的那样，这一观点如果被接受，将提供一种完全解释黑体辐射光谱中能量分布的方法。这种量化使得辐射和物质之间的能量转移以与辐射频率成比例的量突然发生。这些量之间的比例因子是不断重复的普朗克常数 h。因此，光在某种意义上是微粒的想法重生了。这种关于光的微粒方面的间接证据是否能被接受为结论，仍是一个猜测的问题，因为已经从实验室的秤和仪表中取下了指向同一结论的第一批直接证据；关于光的真相正在从大自然中逼出——有时，在这种情况下，是一个最不情愿的证人。
量子生物技术和病毒物联网
摘要：量子化是将信息转换为量子 (qubit) 格式的过程，是推动制药领域全新独特基础设施的关键推动因素。量子信使 RNA (QmRNA) 技术是量子生物技术 (QB) 不可或缺的组成部分，由于其具有快速开发、高效和低成本制造以对抗传染病的能力，因此是传统疫苗方法的有力替代方案。病毒物联网 (IoVT) 是物联网 (IoT) 的生物版本，包括用于对抗流行病和提供有效疫苗管理的应用程序。QB 和 IoVT 的集成构成了 QBIoVT 系统，以推进在几天内发现 QmRNA 疫苗的前景。这项研究传播了 QBIoVT 系统范例，包括架构方面、优先领域、挑战、应用和 QmRNA 研究引擎设计，以加速 QmRNA 疫苗的发现。完成了全面的文献综述，并将以背景为中心的方法应用于 QBIoVT 范式法医调查，以推动 QmRNA 疫苗的发现。基于上述思考，本研究的主要动机是开发一种新颖的 QBIoVT 理论框架，这种框架尚未通过早期理论产生。拟议的框架将启发未来的 QBIoVT 系统研究活动，以改善流行病的检测和保护。
![arxiv：2312.02242v1 [hep-ph] 2023年12月4日](/simg/g:\will\search\icon\source\f\f2aeec6bc00a22e1af35e56df141431d09ff5140.webp)
arxiv：2312.02242v1 [hep-ph] 2023年12月4日
虽然对NATURE量子机械的模拟进行模拟的第一个建议可以追溯到Richard Feynman 1，但最近尝试将量子化理论应用于高能物理系统研究的最新尝试已被证明是特别成功的。As a paradigmatic example quantum state tomography, a procedure that allows full re- construction of the density matrix of a system by perform- ing a complementary series of measurements on an ensem- ble of identical copies of the system under scrutiny 2 , is ide- ally applicable to colliders, where large numbers of events are generated 3–6 , and has been applied to numerical simulation studies of various high energy particle physics systems 4–7 。量子算法，包括量子机学习技术，是为了识别Standard模型和数据8-10中的签名，以及对撞机事件的更计算经济模拟11。这些结果验证了粒子物理和量子信息的两个领域之间的预期一致性（标准模型基于量子场理论，这是量子理论），但可以进一步利用这种联系背后的数学细节，从而导致对这两个领域的新见解。在本文中，我们确定了choi-jamiolkowski同构12或状态通道二重性，是一种理论原理，使量子信息理论在计算标准模型散射振幅的计算中系统地应用，并认为值得以下原因引起粒子物理社区的注意。
动态平均场理论算法及量子计算机实验
原子尺度模拟的量子计算算法和实验的发展主要集中在分子的量子化学上，而它们在凝聚态系统中的应用却很少被探索。在这里，我们提出了一种量子算法，用于在目前可用的量子计算机上对凝聚态系统进行动态平均场理论 (DMFT) 计算，并在两个量子硬件平台上进行了演示。DMFT 需要正确描述具有强关联电子的一大类材料。计算上的挑战部分来自于解决与浴耦合的相互作用杂质的有效问题，该问题在传统计算机上随着系统规模呈指数级增长。量子计算机有望实现指数级加速，但迄今为止提出的算法都是基于波函数的实时演化，这需要高深度电路，因此量子硬件的噪声水平必须非常低。我们在此提出了一种替代方法，该方法使用基态和激发态的变分量子本征求解器 (VQE) 方法获得所需的量，作为精确对角化杂质求解器的一部分。我们提出了双位点 DMFT 系统的算法，我们使用传统计算机上的模拟以及超导和捕获离子量子比特上的实验对其进行了基准测试，证明了该方法适用于在当前可用的量子硬件上运行 DMFT 计算。
哈密顿模拟的并行量子算法
我们研究并行性如何加速量子模拟。提出了一种并行量子算法来模拟一大类具有良好稀疏结构的汉密尔顿量的动力学，这些汉密尔顿量称为均匀结构汉密尔顿量，其中包括局部汉密尔顿量和泡利和等各种具有实际意义的汉密尔顿量。给定对目标稀疏汉密尔顿量的 oracle 访问，在查询和门复杂度方面，以量子电路深度衡量的并行量子模拟算法的运行时间对模拟精度 ϵ 具有双（多）对数依赖性 polylog log(1 /ϵ )。这比以前没有并行性的最优稀疏汉密尔顿模拟算法的依赖性 polylog(1 /ϵ ) 有了指数级的改进。为了获得这个结果，我们基于 Childs 的量子行走引入了一种新的并行量子行走概念。目标演化幺正用截断泰勒级数近似，该级数是通过并行组合这些量子行走获得的。建立了一个下限Ω(log log(1 /ϵ ))，表明本文实现的门深度对ϵ 的依赖性不能得到显著改善。我们的算法被用来模拟三个物理模型：海森堡模型、Sachdev-Ye-Kitaev 模型和二次量子化的量子化学模型。通过明确计算实现预言机的门复杂度，我们证明了在所有这些模型上，我们的算法的总门深度在并行设置下都具有 polylog log(1 /ϵ ) 依赖性。
补充信息：估计多个期望值的近似最优量子算法
本信重点关注估计纯态 | ψ ⟩ 的多个可观测量的期望值的任务。在状态准备成本为主导因素的环境中，我们主要量化 Oracle 模型中所需的资源，在该模型中我们计算对状态准备幺正及其逆的调用次数。为了为该成本模型和一般任务提供具体的动机，考虑以下示例，其中我们感兴趣的状态是 Jordan-Wigner 变换下某些二阶量子化电子结构哈密顿量的未知基态。在这种情况下，状态准备步骤预计在某些假设下是可处理的，但相对昂贵，即使使用现代方法（例如，通过应用参考文献 1、2 的基态准备算法结合最先进的哈密顿量块编码技术 [ 3、4 ]）。同时，感兴趣的可观测量可能特别简单（例如，费米子约化密度矩阵的元素）。在补充信息第 VI 部分中，我们讨论了状态准备成本不一定占主导地位的情况，以及在我们的方法背景下可能存在的权衡。令 U ψ 表示从 | 0 ⟩ 状态准备 | ψ ⟩ 的幺正态，令 { O j } 为 M 个 Hermitian 算子的集合。为了简化与现有方法的比较，我们在本节中做出额外假设，即 O j 也是幺正态，尽管可以使用基于块编码的技术放宽这一要求 [ 5 ]。与正文一样，我们的目标是尽量减少对 U ψ 和 U † ψ 的调用次数，以获得 M 个期望值 ⟨ ψ | O j | ψ ⟩ 的估计 eoj，使得
北京大学量子材料科学中心 - International Center for Quantum ...
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)。
提高具有完全未掺杂结构的量子设备的可重复性
量子电子器件，例如量子点接触 (QPC) 和量子点，因具有电自旋控制的潜力而引起了人们对自旋电子学和量子信息处理应用的极大研究兴趣 1–6。这些器件可能构成未来量子电路的构建块，例如基于大量相同量子点使用 QPC 作为电荷传感器的量子比特阵列。为了实现大规模可制造性，首先必须建立可重复性，使得集成电路中的每个组件具有相同的工作参数。传统上，调制掺杂结构已用于量子电子器件，因为其易于制造。然而，随机分布的电离供体的背景静电势大大降低了可重复性 7,8。这种内在的可变性可以通过利用完全未掺杂的结构来避免，通过对金属顶栅施加适当的偏置将电荷载流子限制在异质界面处 9-12 。这些结构有许多优点，包括提高迁移率 13 、提高热循环特性 14 ，以及我们将在这里展示的量子传输特性的优越性。量子点接触是连接两个二维储层的窄一维通道，是最简单的栅极定义量子装置类型，使其成为研究可重复性 7,15,16 的理想选择。我们首先问一个问题：如果在同一晶圆上制造几个相同的装置，它们会表现出相同的行为吗？为了研究这个问题，我们在调制掺杂和未掺杂的晶圆上制造了 18 个名义上相同的 QPC，并观察定义和夹断一维通道所需的栅极偏置。我们还研究了 QPC 通道内电导量子化和静电势的均匀性，以及热循环下的可重复性。为了进行比较，我们还研究了空穴 QPC 中的可重复性。基于 III-V 半导体系统的空穴量子器件最近引起了广泛关注，因为它们