代表?。全球J Sci Front Res Phys Space Sci 23:01-03。2。Spiros Koutandos(2024)是否存在磁性单极?材料的最新进展6):005 3。May Zh(2019)B峰的五维空间证明。 物理与天文学杂志7:180。 4。 Vlatko Vedral(2014)量子纠缠。 自然物理ICS 10:256-258。 5。 seyed kazem Mousavi(2023)量子力学现象的时空描述和时间性质的六个二二个月的平衡。 物理学杂志:理论与应用7:95-114。 6。 Paul S Wesson(2019)时空问题的原理:五个维度的宇宙学颗粒和波浪。 世界科学出版公司。 7。 li-li ye,Chen-di Han,Liang Huang,Ying-Cheng Lai(2022)几何形状引起的波函数崩溃。 物理评论A 106:022207。May Zh(2019)B峰的五维空间证明。物理与天文学杂志7:180。4。Vlatko Vedral(2014)量子纠缠。自然物理ICS 10:256-258。5。seyed kazem Mousavi(2023)量子力学现象的时空描述和时间性质的六个二二个月的平衡。物理学杂志:理论与应用7:95-114。6。Paul S Wesson(2019)时空问题的原理:五个维度的宇宙学颗粒和波浪。世界科学出版公司。7。li-li ye,Chen-di Han,Liang Huang,Ying-Cheng Lai(2022)几何形状引起的波函数崩溃。物理评论A 106:022207。
需要量子计算。对于许多实际问题,仍然需要更快的计算。例如,如果我们能够处理更多数据,目前深度学习的惊人成功(参见 [2])可能会更加惊人。计算机处理信息的能力受到限制,其中一个原因是所有速度都受光速限制。即使以光速,将信号从 30 厘米大小的笔记本电脑的一侧发送到另一侧也需要 1 纳秒 - 在此期间,即使是最便宜的当前计算机也要执行至少 4 次操作。因此,为了加快计算速度,有必要使计算机组件更小。这些组件(例如存储单元)已经由少量分子组成。如果我们将这些细胞做得更小,它们将只由几个分子组成。为了描述如此小物体的行为,有必要考虑量子物理学 - 微观世界的物理学;参见 [1, 4]。因此,计算机需要考虑量子效应。
必须在设计/规划阶段量化关键工程项目的结果,以确保其成功和安全,而且由于操作故障的概率实际上永远不会为零,因此这种量化应在概率基础上进行。本文讨论并简要回顾了一些最近发表的关于航空航天电子和光子 (E&P) 产品的概率预测模型 (PPM) 和概率可靠性设计 (PDfR) 的研究,包括人在回路 (HITL) 问题和挑战。最近,这项工作被“带到现实中”,以模拟自动驾驶 (AD) 中可能发生的碰撞。此外,还解决了 E&P 和车辆工程领域以外的一些问题和任务,目的是展示如何有效和富有成效地运用开发的方法和方法,无论何时需要量化工程技术的可靠性并考虑人的表现。
至少有三种方法可以说明我们为什么需要量子通道。从数学的角度来看,量子通道只是状态的物理变换。由于我们现在考虑密度矩阵,它的物理变换现在对应于量子通道。物理意味着什么?它意味着线性、完全正向和迹保持。具体来说,当 E ( ρ 1 + ρ 2 ) = E ( ρ 1 ) + E ( ρ 2 ) 时,运算 E ( ρ ) 是线性的。完全正向的概念稍微复杂一些。如果每当 ρ A ≥ 0 时 EA ( ρ A ) ≥ 0,则运算称为正向运算。然而,只有正向性是不够的。考虑一个纠缠态 ρ AB 和一个正向运算 EA ,即使我们确实有 EA ( ρ A ) ≥ 0,我们也不能保证 EA ( ρ AB ) ≥ 0。一个值得注意的例子是转置运算(检查一下!)。因此,完全正则是一个更严格的要求,即对于所有 ρ AB ≥ 0,EA ( ρ AB ) ≥ 0。最后,迹保持仅意味着 Tr[ E ( ρ )] = Tr[ ρ ]。总而言之,量子通道定义如下。
量子计算最有前途的应用之一是解决经典的化学难题。这可能有助于解答有关高温超导、固态物理、过渡金属催化或某些生化反应等现象的未解问题。反过来,这种理解的增加可能有助于我们改进甚至有朝一日设计出具有科学和工业重要性的新化合物。然而,建造一台足够大的量子计算机将是一项艰巨的科学挑战。因此,能够用更少的量子资源解决这些问题的发展应该被视为非常重要。在这种潜在效用的推动下,量子计算化学正在迅速成为一个跨学科领域,需要量子计算和计算化学的知识。这篇评论全面介绍了计算化学和量子计算,弥补了目前的知识空白。我们回顾了该领域的主要发展,特别关注近期的量子计算。本文对关键方法进行了说明,明确展示了如何将化学问题映射到量子计算机上并加以解决。最后,我们对这一新兴领域进行了展望。
在这篇评论中,我们讨论了黑洞信息悖论方面的一些最新进展。在深入研究之前,让我们先讨论一下总体动机。研究量子引力的主要动机之一是了解宇宙的最初时刻,我们预计量子效应占主导地位。在寻找这一理论时,最好考虑更简单的问题。一个更简单的问题涉及黑洞。它们的内部也包含一个奇点。这是一个各向异性的大挤压奇点,但这也是量子引力必不可少的情况,因此很难分析。然而,黑洞为我们提供了从外部研究它们的机会。这更简单,因为远离黑洞我们可以忽略引力的影响,我们可以想象提出尖锐的问题,从远处探测黑洞。这些问题之一将成为这篇评论的主题。我们希望,通过研究这些问题,我们最终能够理解黑洞奇点,并为大爆炸吸取一些教训,但我们不会在这里这样做。70 年代对黑洞的研究表明,黑洞表现为热物体。它们的温度会导致霍金辐射。它们还具有由视界面积决定的熵。这表明,从外部的角度来看,它们可以被视为一个普通的量子系统。霍金通过我们现在所知的“霍金信息悖论”反对这一想法。他认为黑洞会破坏量子信息,而宇宙的冯·诺依曼熵会因黑洞形成和蒸发的过程而增加。90 年代使用弦理论(一种量子引力理论)的结果为研究非常具体的引力理论的这一问题提供了一些精确的方法。这些结果强烈表明信息确实会出现。然而,目前的理解需要量子系统具有某些对偶性,而时空的几何形状并不明显。在过去的 15 年中,人们对引力系统的冯·诺依曼熵有了更好的理解。熵的计算也涉及表面面积,但表面不是视界。它是一个使广义熵最小化的曲面。这个公式几乎和黑洞熵的贝肯斯坦公式一样简单 [1,2]。最近,该公式被应用于黑洞信息问题,提供了一种计算霍金辐射熵的新方法 [3,4]。最终结果与霍金的结果不同,但与幺正演化一致。细粒度熵公式的第一个版本由 Ryu 和 Takayanagi [5] 发现。随后,许多作者对其进行了改进和推广 [3,4,6–11]。最初,Ryu-Takayanagi公式被提出来计算反德西特时空中的全息纠缠熵,但目前对这个公式的理解更为普遍。它既不需要全息术,也不需要纠缠,也不需要反德西特时空。相反,它是与引力耦合的量子系统的细粒度熵的通用公式。
1945 年,一种干燥山羊疫苗被引入埃及,作为对抗牛瘟再次入侵的大规模免疫方法,六个月后疫情被根除。山羊适应疫苗廉价有效,诱导的免疫力持久。然而,它们仍然存在低温保存的问题,即使通过干燥和真空储存提高了保存质量。在日本和韩国,兔子被用来适应病毒,用于对极易感染的牛品种进行血清同步疫苗接种(Nakamura 等人,1943 年)。经过多次传代,它仍然偶尔导致死亡,而在印度和蒙古牛中只发生轻微反应。1941 年,传代病毒在蒙古安全有效地使用,无需血清支持(Isogai,1944 年)。随后,兔化疫苗在非洲和亚洲广泛使用。 20 世纪 40 年代初,该疫苗在华北地区广泛使用,1945 年联合国善后救济总署在中国畜牧业研究局进一步研究,研制出一种疫苗(中村三号),该疫苗在牛和水牛身上只引起轻微反应。此后,随着和平的恢复,粮农组织将这种疫苗传播到埃及、泰国、印度、肯尼亚、巴基斯坦和埃塞俄比亚等许多国家(Hambidge 1955)。大约从 1950 年开始,哈尔滨兽医研究所的中国工作人员开始研制一种更令人满意的减毒活疫苗,因为中村三号疫苗难以按需要量生产。在兔、山羊和绵羊身上进行了数百次传代后,最终从淋巴结和脾脏中生产出一种疫苗,该疫苗对所有物种和品种都安全有效,甚至对牦牛和朝鲜牛也是如此。在牦牛身上,疫苗免疫持续时间经测试超过五年。这种疫苗被用于中国最后的根除行动(Roeder 等人,2006 年)。细胞培养技术的出现使工作人员能够将现有的减毒实验室牛瘟菌株改造成这种新基质,但直到 Walter Plowright 在牛肾细胞中培养出致命的 Kabete O 病毒 70 代后才取得突破;这种组织培养牛瘟疫苗 (TCRV) 既不产生病变也不产生发烧(Plowright,1962 年),并且对所有品种、年龄和性别的牛都是安全且具有免疫原性的。在日本,兔化/禽化 Nakamura III 病毒在 Vero 细胞中生长,以生产适用于日本牛的战略储备(Sonoda,1983 年)。同样,中国哈尔滨研究所目前正在羔羊肾细胞培养中生产中国兔化/山羊化/绵羊化疫苗的战略储备。 1961 年在喀布尔分离出一种致命的牛瘟病毒株,该病毒株在 37 次牛传代中得以保存,随后在哈萨克斯坦农业科学研究所的原代小牛肾细胞中进行了 70 次减毒,并于 1978 年作为疫苗推出。该疫苗在苏联与邻国之间的边境免疫带中常规使用,并在必要时用于抵御牛瘟的传入。这种疫苗被称为 K37/70,在评估期间经过了广泛的测试,随后被广泛使用,被认为对牛和牦牛是安全的。不幸的是,如前所述,在最近接种过这种疫苗的地区发生了临床牛瘟疫情。弗拉基米尔全俄动物健康研究所的科学家对 F 基因核苷酸序列(碱基 840 至 1161)进行了比较,结果表明 K37/70 病毒和喀布尔病毒只有一个碱基不同。此外,疫苗病毒和野生病毒几乎完全相同,这表明两种病毒之间存在独特的关系(Roeder 等人,2006 年),并且 K37/70 能够恢复毒力并多次重新获得在牛群中传播的能力。因此,似乎可以非常迅速地恢复毒力,而不需要积累大量的点突变。20 世纪 90 年代,在肯尼亚和坦桑尼亚,一种具有 Kabete O 基因特征的病毒似乎从出现牛瘟临床症状的牛身上分离出来。这可以表明 Plowright TCRV 具有类似的恢复毒力的潜力。可以说,TCRV 的唯一缺点是其耐热性。为了实现独立于冷链的配送系统,Mariner 等人(1990 年)通过修改干燥周期和稳定剂开发了一种更耐热的 TCRV 变体。按照新方法制成的疫苗通常被称为 Thermovax,只要避免阳光和过热,就可以在热带地区环境温度下在野外使用长达四周,无需冷链支持。恢复毒力并多次恢复在牛群中传播的能力。因此,似乎毒力可以非常迅速地恢复,而不需要积累大量的点突变。20 世纪 90 年代,肯尼亚和坦桑尼亚从出现牛瘟临床症状的牛身上分离出一种具有 Kabete O 基因特征的病毒。这可以表明 Plowright TCRV 具有类似的恢复毒力的潜力。可以说,TCRV 的唯一缺点是它的耐热性。为了实现独立于冷链的分销系统,Mariner 等人 (1990) 通过修改干燥周期和稳定剂开发了一种更耐热的 TCRV 变体。根据新方法制造的疫苗通常称为 Thermovax,可以在热带地区环境温度下在野外使用长达四周,无需冷链支持,只要避免阳光和过热即可。这恢复毒力并多次恢复在牛群中传播的能力。因此,似乎毒力可以非常迅速地恢复,而不需要积累大量的点突变。20 世纪 90 年代,肯尼亚和坦桑尼亚从出现牛瘟临床症状的牛身上分离出一种具有 Kabete O 基因特征的病毒。这可以表明 Plowright TCRV 具有类似的恢复毒力的潜力。可以说,TCRV 的唯一缺点是它的耐热性。为了实现独立于冷链的分销系统,Mariner 等人 (1990) 通过修改干燥周期和稳定剂开发了一种更耐热的 TCRV 变体。根据新方法制造的疫苗通常称为 Thermovax,可以在热带地区环境温度下在野外使用长达四周,无需冷链支持,只要避免阳光和过热即可。这