实现量子计算的主要障碍 [1] 是处理量子误差。从环境中分离出一点量子信息已经够具挑战性的了;然而,为了实现一台有用的量子计算机,必须维持数千个纠缠量子比特的相干性。拓扑量子比特的用途在于它们内置了容错能力,这是由于任意子和边界模式之间的空间分离 [2]。马约拉纳零模式 [3-5] 是 p 波超导纳米线的端模式,是拓扑量子计算中最有前途的方向之一 [4,6-14]。这些马约拉纳端模式可以非局部地存储信息,并且可以编织起来执行受拓扑保护的逻辑门 [15-22]。尽管拓扑量子比特具有一定程度的防错能力,但它们仍然需要纠错才能完全实现为计算量子比特。完美的马约拉纳量子比特将具有无限长,并保持在零温度下。非零温度会导致有限的准粒子密度,从而导致量子比特出现错误。存在诸如环面码 [ 2 ]、表面码 [ 23 – 26 ] 和颜色码 [ 27 – 29 ] 之类的纠错码,它们可以在马约拉纳量子比特上实现 [ 30 – 37 ] 或平面码 [ 38 , 39 ] 等其他方案。然而,这些纠错方案需要大量开销,需要大量冗余量子比特来捕获和纠正错误。正如 Kitaev 指出的那样 [ 2 ],物质的任何拓扑相都可以识别为纠错码。在这一脉络中,我们要问,由马约拉纳纳米线链构建的一维 (1D) 费米子拓扑相 [40, 41] 是否可以与“费米子宇称保护的纠错码”联系起来。只要费米子宇称守恒,这样的链就可以防止量子误差,而且只需要一行物理量子比特,而不是一个表面。在本文中,我们展示了如何使用马约拉纳纳米线链来显著提高量子比特的寿命,因为马约拉纳量子比特中存在不同错误类型的层次结构。由于观察到的密度出乎意料的高
现实物理和化学系统中的电子传输通常涉及与大环境进行非平凡的能量交换,这需要定义和处理开放量子系统。由于开放量子系统的时间演化采用非幺正算子,因此开放量子系统的模拟对于仅由幺正算子或门构成的通用量子计算机提出了挑战。这里,我们提出了一种通用算法,用于在量子设备上实现任何非幺正算子对任意状态的作用。我们表明,任何量子算子都可以精确分解为最多四个幺正算子的线性组合。我们在零温度和有限温度振幅阻尼通道中的两级系统中演示了这种方法。结果与经典计算一致,显示出在模拟中期和未来量子设备上的非幺正操作方面的前景。
我们提出了一种高度可扩展的方法来计算驱动导体中的电荷转移统计数据。该框架可应用于非零温度、强耦合到终端以及存在非周期性光物质相互作用的情况,远离平衡。该方法将所谓的介观引线形式与完整计数统计相结合。它产生了一个广义量子主方程,该方程决定了电流波动的动态和电荷交换概率分布函数的高阶矩。对于一般的时间相关二次汉密尔顿量,我们提供了闭式表达式,用于计算系统、储层或系统-储层相互作用参数的非微扰状态下的噪声。通过访问电流及其噪声的完整动态,该方法使我们能够计算非平衡配置中电荷转移随时间的变化。动态表明,在驱动系统中,平均噪声应在操作上谨慎定义所涵盖的时间段。
基于钒的Kagome超导体AV 3 SB 5(A = K,RB,CS)具有超导性和电荷排序之间的丰富相互作用。这些阶段可以通过施加静水压力来有效地分解。我将讨论我们通过压力下的运输电流探测正常状态和AV 3 SB 5的超导性的方法。磁取力最高〜31 t揭示了量子振荡,从而可以分析费米表面。尤其是,当电荷顺序被压力抑制时,大频率> 8000 t出现,从而揭示了重建前原始的费米表面[1,2]。在超导状态下,CSV 3 SB 5中的自我临界电流测量表现出可以通过无节结节的超导间隙来理解的温度依赖性,这与我们的发现对样品纯度不敏感[3]。最后,零温度极限处的自场临界电流显示在电荷顺序的边界附近也有巨大的增强,其中T C也得到了增强,暗示了电荷波动在超导性上的作用[4]。
现实物理和化学系统中的电子传输通常涉及与大环境进行非平凡的能量交换,这需要定义和处理开放量子系统。由于开放量子系统的时间演化采用非幺正算子,因此开放量子系统的模拟对于仅由幺正算子或门构成的通用量子计算机提出了挑战。这里,我们提出了一种通用算法,用于实现任何非幺正算子对量子设备上任意状态的作用。我们表明,任何量子算子都可以精确分解为最多四个幺正算子的线性组合。我们在零温度和有限温度振幅阻尼通道中的两级系统中演示了这种方法。结果与经典计算一致,显示出在模拟中期和未来量子设备上的非幺正操作方面的前景。
• 解释量子理论的假设并将其应用于简单的量子系统; • 用复向量和矩阵描述量子态和算子,并用狄拉克符号表示它们; • 通过求解薛定谔方程找到有限维系统(如量子比特)的时间演化,并计算测量结果的概率; • 用量子逻辑电路表达量子计算,解释几种著名的量子算法的工作原理并确定其计算复杂度; • 用连续变量的薛定谔方程描述空间中粒子的演化,并求解几个简单系统的方程; • 使用密度算符将开放系统效应(如退相干和损耗)纳入量子理论,并用它来描述非零温度下的量子系统; • 进行基本量子效应的实验演示; • 在 Mathematica 中运行小规模量子系统的模拟。先决条件:PHYS 162L 或 PHYS 172L 建议准备:对向量和矩阵以及复杂算术的基本了解对本课程有帮助。
1。超导性是什么?1。独立电子之间有限的有吸引力的相互作用,形成了一个库珀对,遵守非遗体的u(1)希格斯机制2。光子由于自发对称性破裂而导致的超导体中获得质量,从而导致Meissner效应2。SRF腔中有限的RF损失的基本起源是什么?1。有限温度下的热激活的准粒子的作用像正常导电电子,并在RF 2中造成损失。即使在绝对零温度下,由于几种不同的机制,例如通量振荡和子段状态的效果,仍然存在残留电阻,其最终起源并不完全理解。3。SRF腔内该领域的基本局限性是什么?1。超热场超过平衡状态的热力学临界场,将给出一个基本限制。超热场的动态计算仍然是基础研究的开放场
在某些特殊情况下,例如在黑洞附近或在统一加速的框架中,真空闪光似乎产生了有限的温度环境。目前没有实验性确认的这种效果可以解释为在未观察到的区域中追踪真空模式后,可以解释为量子纠缠的表现。在这项工作中,我们确定了一类实验可访问的量子系统,其中热密度矩阵从真空纠缠中出现。我们表明,在晶格上或连续体上,嵌入了D维间dirac fermion真空中嵌入的低维子系统的密度矩阵降低,相对于低维迪拉克汉密尔顿的较低维度。引人注目的是,我们表明真空纠缠甚至可以共同使在零温度下的间隙系统的子系统显示为热无间隙系统。我们在冷原子量子模拟器中提出了混凝土实验,以观察真空 - 键入诱导的热状态。
纠缠测度是定量描述非平衡量子多体系统的有力工具。我们研究了在存在散射体的情况下,零温度下典型的非相互作用费米子一维模型的载流稳态中的纠缠。我们表明,位于散射体相对侧且与散射体距离相近的不相交间隔无论它们的分离程度如何,都保持体积定律纠缠,以它们的费米子负性和相干信息来衡量。间隔的互信息(量化它们之间的总相关性)遵循类似的缩放比例。有趣的是,这种缩放比例特别意味着,如果其中一个间隔的位置保持不变,则相关性测度将非单调地依赖于间隔之间的距离。通过推导这些量的广义项的精确表达式,我们证明了它们对散射概率的简单函数依赖性,并证明了强长程纠缠是由偏压窗口内传播粒子的透射和反射部分之间的相干性产生的。该模型的通用性和简单性表明,这种行为应该表征一大类非平衡稳态。
摘要 我们报告了使用双点动态平均场理论 (DMFT) 对单波段哈伯德模型进行量子经典模拟。我们的方法使用 IBM 的超导量子比特芯片在时间域中计算零温度杂质格林函数,并使用经典计算机拟合测量的格林函数并提取其频域参数。我们发现量子电路合成 (Trotter) 和硬件错误会导致频率估计不正确,随后导致从自能的频率导数计算时准粒子权重不准确。这些错误会产生错误的杂化参数,从而阻止 DMFT 算法收敛到正确的自洽解。为了避免这个陷阱,我们通过对谱函数中的准粒子峰进行积分来计算准粒子权重。这种方法对 Trotter 误差的敏感度要低得多,并且在将量子误差缓解技术应用于量子模拟数据后,算法可以收敛到半填充 Mott 绝缘系统的自洽性。