抽象的量子步行是在位置空间叠加中粒子的多路径间相互之间和更快传播的同义词。我们研究了模仿步行者两个状态之间模仿量子机械引力相互作用的量子机械相互作用的影响。该研究是为了研究两个不相互作用的量子步行者之间的纠缠产生。我们看到,随着量子行走的发展,各州实际上会越来越多地陷入困境,并且纠缠产生的依赖性依赖于两个粒子进行步行的质量。随着噪声引入动力学,我们还显示了两个步行中引入的噪声上两个步行者之间纠缠的敏感性。引力相互作用引起的量子效应的特征突出了量子系统在探测重力性质中的潜在作用。
多体系统(微观和宏观)中的统计涨落对物理学有着非常重要的作用,因为它们编码了关于可能的相变、耗散和聚集现象的关键信息[1-6]。涨落的一个尚未开发的新特征是,在量子效应变得重要的情况下,小系统的涨落会增加。我们在最近的两篇论文[7、8]中定量分析了这种影响,在这些论文中,我们讨论了玻色子和费米子热气体中能量密度的涨落。我们的结果表明,在描述重离子碰撞时,相对论流体动力学中使用的流体元素概念存在局限性。当子系统的尺寸降至约0.5 fm以下时,能量密度涨落(对于温度和粒子质量的典型值)变得如此之大,以至于它们与它们的平均值相当。在这种情况下,具有明确能量密度的流体单元的物理图像变得不合理。我们
现代时代的技术已经建立在我们对量子效应的理解以及半导体,晶体管,激光器,有机化学,磁共振等方面的持续进展。尽管量子力学已有100多年的历史,但已经设计了越来越多的实验来测试其奇数。最近的发现引发了第二次量子技术革命,这使我们能够利用量子力学定律提高计算,通信,传感和计量学的性能。这些工程解决方案统称为量子技术。量子计算机可以比当今的传统处理器提供指数级的计算,以解决药物设计,风险管理和物流中的优化问题。量子通信承诺高度安全的电信,而量子传感器将建立新的医疗诊断工具,提供弹性的导航系统,使我们能够通过雾和地下看到,等等,等等。并且不要忘记,量子技术将推动从计算到传感的科学发现。这些发展将确保欧洲的技术未来和社会进步。
在本节中,我们列出了耦合 - 强度和质量限制,用于轻度中性标量或伪级玻色子,这些玻色子薄弱于正常物质和辐射。这种玻色子可能是由全球u(1)对称性的弹性破裂引起的,导致无质量的nambu-goldstone(ng)玻色子。如果已经在拉格朗日中已经存在一个小的显式对称性破裂,或者由于量子效应(例如异常),玻色子会获得质量,被称为伪NG玻色子。典型的例子是轴(a)[1-4]和Mapoarons [5,6],分别与自发损坏的Peccei-Quinn PQ和Lepton-number对称性相关。轴也可能在额外的尺寸构造中出现,因为在内部歧管上压实的高维规范的零模型;在这种情况下,对轴突质量没有局部贡献是由于较高维度的对称性[7,8]。
自从1900年代初的水相图的低压区域的实验表征以来,科学家一直在寻求在分子水平上掩盖冰多晶型物的热力学稳定性。在这项研究中,我们证明,将MB-POL数据驱动的多体潜力结合起来,这是从“第一原理”中严格衍生而来的,并表现出化学准确性,并具有先进的增强算法,该算法正确地描述了分子运动的量子性质,并以计算机的实现为基础的分子运动阶段,以启用了水平的同步。除了提供有关焓,熵和核量子效应的基本见解外,我们还表明,在“第一个原理”数据驱动的模拟中,最近在数据驱动的模拟中进行了严格编码多体分子相互作用的模拟,该模拟为复杂的分子系统开辟了多个体型的分子相互作用。
量子信息科学的一个主要目标是了解量子功能的属性与增强与信息处理任务的增强之间的关系。尤其是,量子现象的精确定量描述不仅对理论利益,而且从实际的角度也变得越来越重要,因为最近的技术进步已在小规模上提供了对系统的访问,其中量子效应起着主要作用。作为一种定量处理的平台,已经开发出量子资源理论。这是一个具有操作动机的框架,它系统地涉及对量子效应的定量和操纵,通过将兴趣数量视为珍贵的“资源”,而这些利益的数量是由给定的一组操作集无法自由创造的。本文从两个角度开发了量子资源理论。第一部分推进了一般资源理论的框架,其中包括各种类型的量子现象,例如量子纠缠,量子叠加等。我们发现,可以通过使用操作观点来提取广泛资源共享的共同结构。特别是,我们考虑量子信息理论中的基本操作任务 - 状态/渠道歧视,资源蒸馏/稀释,统一进化的实施 - 并在资源内容及其运营能力之间建立定量联系。我们的一般结果有助于建立量子资源的统一图片,从而使我们能够更深入地了解量子力学的特征。本文的后半部分将资源理论应用于特定的设置,例如连续变化的系统,具有保守添加量的系统以及通过量子通道进行通信。我们表明,资源理论对运营的观点提供了有效的方法来量化基本资源和简洁的论点,以解决感兴趣的具体问题,这表明资源理论作为有用的理论工具的进一步潜力。本论文中考虑的资源对象从量子状态到量子测量和渠道,扩展了静态资源理论以外的考虑,这是该领域中主要重点的静态资源理论,并为发展动态资源理论的发展铺平了道路。
约瑟夫森效应彻底改变了电压计量学 [ 1 – 5 ],它与用于测量电阻的量子霍尔效应以及用于测量时间和频率的原子钟一起,使得基于量子效应的测量标准成为可能。量子标准 7 产生的值本质上是准确的,因此可以使用可比较的设备、系统和测量技术在任何位置进行可重复的精密测量 8。量子标准本质上不同于非量子的“人工”标准 10,后者的值取决于环境条件。量子标准 11 的成功促使国际社会重新定义国际单位制,并 12 重新定义如何通过基本常数分配测量不确定度。[ 6 – 8 ] 在本章中,我将讨论直流和交流量子电压 14 标准的特性和特点、电压标准系统的设备、电路和仪器 15 的最新技术,以及它们目前如何应用于电压和 16 温度计量学。自始至终,我将指出如何采用适当的测量技术来最大限度地减少系统误差并实现接近量子精度的测量。
量子物理学家和神经科学家一直试图从人脑中寻找相关的量子效应。Umezawa 等提出脑细胞中存在量子动力学自由度空间分布完全有序的可能性,并针对多脑细胞系统提出了改善量子动力学自由度空间分布的物理模型 [2]。彭罗斯和萨梅罗夫的意识量子模型(ORCH OR)认为意识产生于细胞膜微管中,蛋白质电子是产生意识活动的场所。1963 年诺贝尔物理学奖获得者维格纳认为意识可以通过波函数坍缩,使不确定状态转变为确定状态,从而改变客观世界。英国南安普顿大学的脑电图(EEG)实验证实,思维过程本质上是量子化的 [3, 4]。越来越多的物理学家和认知科学家认为量子和意识之间存在着深刻而重要的内在联系。
量子世界违反直觉。其公理之一,即海森伯格的不确定性原则,指出任何试图测量量子对象的位置或动量的尝试都会改变对象本身。从历史上看,这一原理被试图检查量子颗粒的科学家认为是一种障碍。但是,长期以来,具有相同的量子效应是密码学和情报群落长期以来感兴趣的。在理论上,量子加密的信息在未经检测的情况下无法截获,因为任何试图测量构成量子加密消息的粒子都会改变其量子特征,从而提醒漏洞的预期发件人和接收者。此外,量子加密的信号不能被强大的未来(也许是量子)计算机解码,因为对于现在广泛用于银行,互联网和国家安全域中的安全交易的RSA加密协议所担心的那样。由于这些原因,量子加密被视为发送和接收私人密码键的有前途的替代方法。
惯性传感器在导航系统中至关重要,但通常依赖于 GPS 网络。利用量子效应的新型惯性传感器有望在没有 GPS 的环境中(例如太空或水下)提供更好的运动绝对测量。在这项工作中,我们展示了如何使用环形玻色-爱因斯坦凝聚态 (BEC) 作为旋转传感器,方法是印记相 [1] 以产生低能声子驻波激发,然后观察激发的节点和波腹响应旋转的进动。我们观察到印记激发的高品质因数高达 Q = 27,当与相对较大的 100 μm 环直径相结合时,可实现比以前证明的更高的灵敏度 [2,3]。持续电流被印记到环中,模拟慢速旋转速度并展示该方案的测量效用。将实验结果与使用有限温度随机投影 Gross Pitaevskii 方程 (SPGPE) 的模拟结果进行了比较,揭示了主要的阻尼机制,并进一步展示了可以最小化阻尼的参数空间。