Quantum states made to measure
Konrad Banaszek, Rafal Demkowicz-Dobrzanski, Ian A. Walmsley
最近在操纵光和物质的量子态方面的进展使量子增强测量更接近于预期的应用。目前的挑战是使量子计量策略对不完美具有鲁棒性。
Recent progress in manipulating quantum states of light and matter brings quantum-enhanced measurements closer to prospective applications. The current challenge is to make quantum metrologic strategies robust against imperfections.
机构、总结、中文摘要均由AI分析而来，可能存在错误，请以论文正文为准。
继续探索
Quantum Carpets made simple
我们证明了简并度的概念是理解盒子中粒子编织的量子地毯的关键思想。
Blind quantum computing can always be made verifiable
盲量子计算使没有足够量子技术的客户端能够将她的量子计算委托给远程量子服务器，从而保护她的隐私免受服务器的影响。一些盲量子计算协议是可以验证的，这意味着客户端可以检查服务器的量子计算的正确性。任何盲协议都可以被验证吗？本文对这一公开问题作了肯定的回答。我们提出了一个插件，使任何通用的盲量子计算协议自动验证。其思想是由用户盲生成与解决用户问题的量子线路及其互补线路相对应的费曼-基塔耶夫历史态。客户可以学习的解决方案的问题，并验证其正确性，在同一时间通过测量的能量的本地哈密顿对这些状态。局域哈密顿量的能量测量可以通过泡利算符的单个量子比特测量来完成。
Computations in quantum mechanics made easy
方便和简单的数值技术进行量子计算的基础上的希尔伯特空间算子的矩阵表示，并说明了各种例子。其应用包括一维和二维单粒子系统以及玻色子多粒子和开放量子系统的光谱和动力学性质的计算。由于它们技术上的简单性，这些方法非常适合作为本科生和研究生量子力学教学的工具。给出了数值方法在Matlab中的显式实现。
All Multiparty Quantum States Can Be Made Monogamous
量子关联测度的一夫一妻制限制了多方量子态中量子关联的可共享性。对于给定的量子相关性，多方量子态可以满足或违反一夫一妻关系。我们证明了所有的多方量子态都可以在所有的测度下成为一夫一妻的。更准确地说，给定任何对于多方量子态是非单配的量子关联测度，总是可以找到对于同一态是单配的测度的单调递增函数。这一陈述适用于所有有限维中的所有量子态，无论是纯态还是混合态，以及任意数目的参与方。量子关联测度的单调递增函数满足量子关联所期望遵循的所有性质。我们通过考虑量子相关的热力学度量来说明这些概念，称为量子功赤字。
Procrustes Tomography -- reconstructing noisy quantum channels made easy
研究针对量子设备表征中昂贵的量子过程层析成像问题，提出普罗克汝斯忒斯层析成像方法，该方法在多方面优于现有方法，并通过有噪声量子信道典型示例展示了其效用。
Synchronizing quantum and classical clocks made of quantum particles
我们证明了在空间的潜在自由区域中的量子对象的经典到达时间的量子校正，如由Galapon [Phys. Rev. A { \bf 80}，030102（R）（2009）]计算的，可以通过为对象的波函数选择适当的位置相关相位来消除直到给定的$\hbar$阶。这意味着我们可以使物体的量子到达时间尽可能接近其相应的经典到达时间，从而使我们能够同步经典和量子时钟，分别使用物体的经典和量子到达时间来告诉时间。我们提供了一个同步这样的时钟的例子，利用量子对象与位置相关的相位印在对象的初始波函数与使用的脉冲电位。
Relative states, quantum axes and quantum references
我们解决的问题，测量两个“量子轴”之间的相对角度的N1和N2自旋。封闭形式的我们的类似的品质因数的平行自旋的任意数量获得。大N1和/或N2的渐近制度进行了详细讨论。扩展的概念“量子轴”更一般的情况下处理。当第一个量子轴是由平行自旋组成的，而第二个是由两个自旋组成的一般状态时，我们给出了最优策略。
Critique of "Quantum Enigma:Physic encounters Consciousness"
理解量子力学需要一个有意识的观察者这一中心主张是由B. Rosenblum和F.库特纳在他们的书“量子之谜：物理学遇到意识”，被证明是基于各种误解和扭曲的基础上的量子力学。
Quantum retrodiction made fully symmetric
量子回溯是量子力学的一种时间对称方法，在许多重要问题上都有应用。其更广泛的适用性的主要挑战之一是其对称形式主义的无偏源的限制。本文的主要结果是发展一个一般的理论产生的对称形式主义的任意源。然后，我们强调一个具体的例子，通过提出最佳的解决方案追溯问题，是双重的明确的状态歧视，如何广义的方法工作。我们还展示了这种形式主义如何导致Alice和Bob之间的通信信道的对称制定，并指出追溯和无信号原则之间的内在联系。
The stuff the world is made of: physics and reality
考虑到我们在过去十年中在量子力学基础上所获得的结果，我们提出了一种关于现实的观点，我们称之为“创造发现观点”。在这种观点中，明确指出测量是宏观物理实体对微观物理实体的行为，需要创造新的现实元素以及检测现有的现实元素。在这种观点中，大多数量子力学悖论是由于标准量子理论的结构缺陷造成的，这意味着我们的分析与爱因斯坦·波多尔斯基·罗森论文中的主张一致，即标准量子力学是一个不完整的理论。然而，这种不完整性并不是因为没有隐变量，而是因为标准的量子力学不可能描述分离的量子实体。在我们看来，非定域性是自然界的一种真正的属性，因此有必要重新考虑空间在现实中的作用。我们对空间的新解释的提议，使我们有可能提出一个新的假设，解释为什么量子力学和相对论不能统一。
Quantum Communications Made Easy: Deterministic Models of Bosonic Channels
信息论确立了噪声通信系统性能的最终极限[Shannon 48]。物理通信设备的精确模型必须包括量子效应，但通常包括这些使理论难以处理。因此，通信容量是未知的，即使对于由受到高斯噪声的电磁波导连接的两个用户之间的传输也是未知的。在这里，我们提出了一个完全量子电磁场通信的精确可解模型。这使我们能够找到显式表达式的所有点到点的能力，一个嘈杂的量子信道，与量子密钥分发的影响，和光纤通信。我们也发展了量子通信网络的理论，通过解决一些基本的量子网络的广播和多址接入。在可能的情况下，我们将我们的新模型的预测与正统的量子高斯模型的预测进行比较，在所有情况下，我们发现容量在恒定比特数内一致。因此，在高信噪比的限制下，我们的简单模型捕获了高斯模型的相关物理，同时保持了对详细分析的顺从，
Photon-by-photon quantum light state engineering
本文综述了单光子水平的光操纵技术，回顾了量子光态工程数十年的进展，为进入该领域提供入门介绍。
A Tailor-made Quantum State Tomography Approach
针对传统量子态层析测量数指数增长的问题，提出引入阈值减少测量数且不损失精度的QST协议，实验验证其在7量子比特下减少两数量级测量仍保持同等精度。
The Quantum Union Bound made easy
本文给出了Gao量子并界定理和Gentle序贯测量定理的一个简短证明。
Long distance two-party quantum cryptography made simple
任何两方密码原语都可以使用量子通信来实现，前提是很难完美地存储大量的量子态。然而，实现长距离可靠的量子通信仍然是一个难题。在这里，我们考虑一个只有相邻量子链路的大型节点网络。我们利用这个云节点的属性，使任何两个节点，以实现安全，即使他们没有直接连接。我们的研究结果是基于经典密码学的技术，并没有采取技术上困难的程序，如纠缠交换。更准确地说，我们表明，不经意的传输可以实现在这样的网络中，当且仅当存在一个路径在网络中的发送者和接收者之间的所有节点都是诚实的。最后，我们表明，有用的安全概念仍然可以实现时，我们放松了诚实的path.For的假设，我们表明，我们可以结合我们的协议不经意的传输与计算的假设，使我们获得安全，如果存在一个诚实的路径，或者，作为备份，至少对手不能解决一个计算问题。
Comment on "Time crystals made of electron-positron pairs"
本文通过复现原文方程与初始条件，指出电子-正电子对时间晶体量子解存在发散、宇称矛盾及有界性违背，从而质疑其物理有效性。
Quantum phase space measurement and entanglement validation made easy
最近已经表明，可以将任何系统的完整量子态表示为相空间准概率分布（维格纳函数）[Phys Rev Lett 117，180401]。这样的功能采取的形式的期望值的观察，有一个直接的类比置换宇称算子。在这项工作中，我们给出了一个程序的维格纳函数的测量，应该适用于任何量子系统。我们已经将我们的程序应用于IBM的量子体验五量子比特量子处理器，以证明我们可以测量和生成两个不同的Bell态以及五量子比特Greenberger-Horne-Zeilinger（GHZ）态的Wigner函数。由于自旋系统的维格纳函数不是唯一的，我们定义，比较和对比两个不同的例子。我们展示了如何使用这些维格纳函数导致量子态分析的最佳方法，特别是在特定的特性功能是特别感兴趣的情况下（如自旋薛定谔猫态）。此外，我们表明，这种分析导致直接的，可能是非常有效的，纠缠测试和状态表征方法。
Emergence of particles from bosonic quantum field theory
检查是由线性，玻色子，大量的量子场论粒子出现的方式。给出了这种理论的单粒子子空间的两种不同的构造，这两种构造都说明了量子力学线性结构和经典结构之间相互作用的重要性。对单粒子态的Newton-Wigner表示以及本文方法与Segal、Haag和Ruelle方法之间的关系作了一些评论。
The power of being positive: Robust state estimation made possible by quantum mechanics
我们在系统态接近纯态的假设下研究了量子态层析成像问题。在此上下文中，通常制定的有效测量从其他纯状态的集合中唯一地识别纯状态。通常，这种测量在存在测量噪声和其他缺陷的情况下是不鲁棒的，并且因此对于断层摄影不太实用。我们认为，在这里，状态断层扫描实验应该使用测量，可以区分一个纯态从{ \em任何}其他量子态，任何等级。我们表明，这种非平凡的测量遵循的物理约束，密度矩阵是半正定的，并证明这些测量产生一个强大的状态估计。我们断言，可以实现这样的断层扫描相对简单地通过测量只有几个随机的正交基，我们的猜想是支持的数值证据。这些结果是广义的估计状态接近有界秩。
Linear Optics C-Phase gate made simple
线性光学量子逻辑门是产生多光子纠缠的最佳工具。简化最近的方法[Phys.Rev.A65，062324; Phys.Rev.A66，024308]，我们能够在偏振相关分束器处仅利用一个二阶干涉来实现条件相位门，从而显著增加其稳定性。通过分析其缠绕能力和进行全过程层析成像来评估门的改进质量。所取得的结果确保该器件非常适合于在各种多光子量子信息协议中实现。
Optimum Probe Parameters for Entangling Probe in Quantum Key Distribution
对于量子密钥分发的四态协议，针对最一般的幺正探针计算最优探针参数集，其中每个单独的发射光子与探针相互作用，使得信号和探针处于纠缠态，并且在合法接收者进行投影测量之后，由探针进行投影测量，产生关于信号状态的信息。探测器优化是基于最大化的Renyi信息增益的探测器上的校正的数据对于给定的错误率引起的探测器在合法的接收机。在信号光子的非正交线性偏振态之间包括任意角度。确定了两组最佳探头参数，它们都对应于相同的优化。此外，一个更大的一组最佳探头参数被发现比以前已知的标准BB84协议。对完全优化和不完全优化进行了详细的比较，并对不完全优化进行了比较。讨论了量子密钥分发中从量子传输中提取密钥的过程，并计算了在窃听探针存在的情况下四态协议的保密容量.重点放在信息泄漏的探头。
Spin-Based Quantum Computers made by Chemistry: Hows and Whys
这篇介绍性的评论讨论了试图从基于自旋的量子比特构建量子信息处理系统（如量子计算机）所面临的主要问题。我们强调使用化学方法的“自下而上”的尝试。解释了量子计算的基本原理，以及量子位和它们在物理自旋量子位方面的相互作用的描述。要克服的主要问题是退相干-这是如何工作的描述，以及如何抑制贡献的自旋浴和振荡器浴环境，并从偶极相互作用。最后，我们讨论了利用磁性分子和磁性离子制造基于化学的自旋量子比特的各种策略。
Electronic structures of (In,Ga)As/GaAs quantum dot molecules made of dots with dissimilar sizes
利用单粒子赝势和多粒子组态相互作用方法，比较了由不同量子点构成的（In，Ga）As/GaAs量子点分子（异极量子点）和由相同量子点构成的量子点分子（同极量子点）的各种物理量.计算结果表明，异质量子模和同质量子模的电子结构在大的点间距下有很大的不同。特别地，（i）与同质QDM的那些不同，异质QDM的单粒子分子轨道在大的点间距离处转换为点局域轨道。(ii)因此，在hetero-QMD中，在大的点间距离处分子轨道的成键-反键分裂显著大于电子跳跃能，而对于homo-QDM，成键-反键分裂与跳跃能非常相似。(iii)QDM的非对称性显著增加了双电子基态的双占据，从而影响了双电子的纠缠度。
Indistinguishability of elementary systems as resource for quantum information processing
量子网络的典型元素由相同的系统组成，它们是构成量子信息处理资源的基本粒子。由于粒子同一性而产生的不可分割性是否是一种可利用的量子资源仍然是一个悬而未决的问题。在这里，我们研究独立准备的相同的粒子表明，当它们在空间上重叠时，存在一个操作纠缠，可以通过单独的本地化测量来表现。我们证明了这种纠缠是物理的，因为它可以被直接利用来激活量子信息协议，如隐形传态。这些结果表明，粒子的不可压缩性是一个可利用的量子特性，并开辟了新的量子增强应用的道路。
Quantum Chaos: Reduced Density Matrix Fluctuations in Coupled Systems
根据最近的工作（简要回顾如下），我们考虑的时间波动的约化密度矩阵元素的耦合系统，包括一对踢转子也是一个由一对哈珀哈密尔顿。这些动力学波动被认为是量子动力学中混沌程度的可靠指标，并且与所考虑的系统的本征值和本征向量分布等固定特征有关。与经典相空间中约化分布函数的演化作了简要的比较。
Coupled integrated photonic quantum memristors using a single photon source made of a colour center
实验实现并表征了基于硅氮色心单光子源和硅氮化物光子集成回路的两个交叉反馈耦合光子量子忆阻器网络，展示了增强的非马尔可夫输入输出动力学和忆阻行为。
Path probabilities for consecutive measurements, and certain "quantum paradoxes"
我们考虑一个有限维量子系统，在已知的初态和终态之间进行跃迁。在此期间{ \it可以}进行的几次精确测量的结果定义了虚拟路径，每个路径都被赋予了概率幅度。如果测量是{ \it actually made}，则现在可以被称为“真实”的路径还获取与频率相关的概率，在一系列相同的试验中，路径被认为是以该概率行进的。在同一系统上进行的不同的测量可以产生不同的或不相容的统计集合，其相互冲突的属性可能出现“自相矛盾”，尽管决不应该出现。我们详细描述的合奏，从中间测量相互通勤，或非通勤，运营商，在真正的路径产生。以同样的方式，我们分析了哈代和“三箱”悖论，光子的过去在干涉仪，“量子柴郡猫”实验，一个密切相关的主题“无相互作用测量”。结果表明，在所有这些情况下，不准确的“弱测量”不会产生真实路径，并且只产生关于虚拟路径概率幅的有限信息
Quantum information processing with bosonic qubits in circuit QED
量子理论的独特性为信息处理提供了一个强有力的新范式。将这些数学抽象转化为有用的算法和应用需要具有显著复杂性和足够低错误率的量子系统。这种量子系统必须由鲁棒的硬件制成，该硬件可以相干地存储、处理和提取编码信息，并且具有有效的量子纠错（QEC）协议来检测和纠正错误。电路量子电动力学（cQED）为实现鲁棒量子器件提供了一个很有前途的硬件平台。特别是，cQED中使用超导腔的多光子状态来编码信息的玻色子编码已经成功地实现了硬件高效的QEC。在这里，我们回顾了最近的发展与玻色子码的量子纠错的理论和实现，并报告了实现容错量子信息处理与cQED设备的进展。
Quantum coherent control of a hybrid superconducting circuit made with graphene-based van der Waals heterostructures
量子相干性和控制是量子系统科学和工程的基础。在范德瓦尔斯（vdW）材料中，载流子的集体相干行为已经成功地通过输运测量来探测。然而，时间相干性和控制，如操纵一个量子自由度的例子，仍有待验证。在这里，我们证明了这种一致性和控制的超导电路，将石墨烯为基础的约瑟夫森结。此外，我们表明，该设备可以作为一个电压可调的transmon量子比特，其光谱反映了无质量狄拉克费米子弹道旅行的电子特性。除了推进可扩展的量子计算技术的潜力，我们的研究结果代表了一种新的方法来研究VDW材料使用微波光子在相干量子线路。
An intuition behind quantum measurement
本文试图对测量在量子理论中的重要作用作一启发性的解释。我们通过强调孤立的量子对象和经典对象之间的区别来质疑“天真”还原论的概念。从微观描述到宏观描述的过渡应该沿着一些量子理论不能表征的参数进行。
Single Photons Made-to-Measure
我们研究了基于原子腔的光子产生方案产生任意时间形状单光子的效率。我们的模型适用于三能级原子的拉曼跃迁，其中一个分支由激光脉冲驱动，另一个分支耦合到腔模。对于任何可能的形状的单光子波包，我们推导出一个明确的解析表达式所需的驱动激光脉冲的形状。我们还讨论了限制发射任何所需光子的最大概率的约束，并使用这些来估计该过程的效率的上限。该模型不仅适用于强耦合和坏腔机制下的受激拉曼绝热通道（V-STIRAP），而且通常允许控制任何拉曼过程中的相干性和布居流。
Quantum Gravity Made Easy
引力并不自然地与正则量子化很好地吻合。仿射量子化是一种类似于正则量子化的替代过程，但是当正则量子化不能提供正结果时，仿射量子化可以提供正结果。最初给出的两个简单的例子说明了仿射量化的力量。这些例子清楚地指向一个仿射量子化过程，它极大地简化了广义相对论的成功量子化。
Thermodynamical cost of some interpretations of quantum theory
对量子理论的解释是物理学中存在时间最长的争论之一。第一类解释认为量子概率是由观测系统的内在性质决定的。第二类把它们看作是观察者和系统之间的关系体验。人们通常认为，在这两种选择之间做出决定不能仅仅基于纯粹的物理基础，而需要一种形而上学的判断。在这里，我们表明，在某些假设下，这个问题是可判定的热力学。我们证明了I型解释与以下假设是不相容的：（i）进行测量的选择可以随机和独立的观察下的系统，（ii）系统具有有限的内存，（iii）Landauer的擦除原理成立。
Quantum chemistry for solids made simple on the Clifford torus
本文提出在Clifford扭体上简化固体量子化学计算的方法，通过周期性基组和扭体拓扑结合，实现对固体基态能量的准确计算。
Quantum physics at your fingertips -- from paper strips to zippers
本文比较3D打印、纸条和纺织品等触觉模型，并提出以可“剪切”“粘合”的拉链替代纸条，以低数学门槛直观传达量子物理中的拓扑概念。
Faster than Hermitian Quantum Mechanics
给定初始量子态|psi_I>和最终量子态|在Hilbert空间中，存在Hamilton算子H，|psi_I>演变为|psi_F>。考虑下面的量子速降线问题：在H的最大和最小本征值之间的差保持固定的约束下，哪个H在最短的时间τ内实现这种变换？对于埃尔米特哈密顿τ有一个非零的下界。然而，在满足相同能量约束的非厄米PT对称哈密顿量中，τ可以任意小而不违反时间-能量不确定原理。这是因为对于这样的汉密尔顿的路径，|psi_I>至|psi_F>可以变短。这里所描述的机制类似于广义相对论中的机制，即如果两个时空点被虫洞连接，它们之间的距离就可以变小。这一结果可能在量子计算中有应用。
Tailor Made Embeddings for Quantum Machine Learning
提出变分自编码器框架学习任务特定的量子嵌入，将高维数据压缩到13量子比特表示，在MNIST上达到98.5%验证准确率，且可从多项式测量中重建原始数据。
Quantum gravitational decoherence of matter waves
物理学中最大的未解决的问题之一是量子力学和广义相对论的统一。由于缺乏实验指导，这个问题变得非常模糊，尽管人们已经做了各种尝试，试图将物质波相干性的丧失与量子时空涨落联系起来。我们提出了一种新的方法来解决普朗克尺度附近的引力退相干，最近发现的正则引力的共形结构成为可能。这导致了一个引力类似的布朗运动，其相关长度是由普朗克长度的比例因子。从最近的物质波实验的输入，我们表明，该因子的最小值是在量子引力理论的预期范围内。这表明，由于量子时空波动，先进的物质波干涉仪的灵敏度可能接近基本水平，使用物质波干涉仪研究普朗克尺度物理可能在不久的将来成为现实。
Engineered Quantum Dot Single Photon Sources
快速、高效率和低误差的单光子源是实现许多量子信息处理应用所必需的。迄今为止，最快的触发单光子源已被证明使用外延生长的半导体量子点（QD），它可以方便地与光学微腔集成。量子点技术的最新进展，包括高温和电信波长单光子发射的演示，使量子点单光子源更实用。在这里，我们讨论了单光子源的应用和它们的各种要求，然后回顾了量子点平台在满足这些要求方面所取得的进展。
Qubits made by advanced semiconductor manufacturing
全尺寸量子计算机需要集成数百万个量子比特。利用工业半导体制造来满足这一要求的前景推动了对硅量子点中量子计算的追求。然而，到目前为止，它们的制造依赖于电子束光刻，除了少数例外，还依赖于学术风格的剥离过程。虽然这些制造技术提供了工艺灵活性，但它们具有低产量和差的均匀性。一个重要的问题是，在制造工厂环境中开发的用于实现晶体管的高产率、生产量和均匀性的处理条件是否适合于量子点阵列并且不损害精细的量子位性质。在这里，我们展示了量子点托管在28 Si/28 SiO2接口，在300毫米的半导体制造设施，使用全光学光刻和完全工业化的处理。因此，我们实现了纳米级的栅极图案具有显着的均匀性。量子点在多电子区表现良好，具有出色的隧道势垒控制，这是容错双量子位门的关键特征。使用磁共振的单自旋量子比特操作揭示了在1特斯拉下超过1 s的弛豫时间和超过3 ms的相干时间，与迄今报道的硅自旋量子比特的质量相匹配。用完全工业化的技术制造高质量量子比特的可行性大大增强了大规模量子计算机的前景
A flux tunable superconducting quantum circuit based on Weyl semimetal MoTe2
Weyl半金属以其奇异的拓扑性质在许多领域引起了人们的广泛关注。当与s波超导体结合时，超导电流可以通过它们的拓扑表面通道携带，形成模仿马约拉纳束缚态行为的结。本文介绍了一种由Weyl半金属Td-MoTe_2和超导引线氮化铌（NbN）构成的横向结组成的类transmon超导量子干涉器件（SQUID）。SQUID耦合到由钼铼（MoRe）制成的读出腔，其在高功率下的响应揭示了构成约瑟夫森结（JJ）的存在。电路的环路几何形状允许读出腔的谐振频率由磁通量调谐。我们展示了一个JJ的MoTe 2和磁通可调transmon类电路的基础上Weyl材料。我们的研究为在基于SQUID的量子线路中利用拓扑材料在量子信息处理中的潜在应用提供了一个平台。
Intrinsic anharmonic effects on the phonon frequencies and effective spin-spin interactions in a quantum simulator made from trapped ions in a linear Paul trap
线性Paul阱中离子间的库仑排斥作用使势能在平衡位置附近展开时产生非谐项。我们研究这些非谐项的量子模拟器的准确性从被困离子的效果。具体地说，我们考虑线性链的$\text{Yb}^{171+}$离子稳定接近之字形过渡。我们发现，对于典型的实验温度，频率的变化不超过一个因素的$0.01\%$由于非谐耦合。此外，在有效的自旋-自旋相互作用（由自旋相关的光偶极力驱动）的偏移也往往是小的失谐到蓝色的横向质心频率。然而，失谐的自旋相互作用附近的其他频率可以导致不可忽略的非谐贡献的有效自旋-自旋相互作用。我们还研究了一个奇怪的行为所表现出的谐波自旋-自旋相互作用的范围内的中间失谐，其中最近的邻居自旋与离子链上的一个较大的空间分离的相互作用比最近的邻居与一个较小的空间分离更强烈。
Fidelity susceptibility made simple: A unified quantum Monte Carlo approach
保真度磁化率是研究相变的一种通用方法。保真度磁化率起源于量子信息和量子态的微分几何观点，它可以在不需要局部序参量先验知识的情况下指示相变的存在，以及揭示临界点的普适性质。然而，量子多体系统的保真度磁化率的广泛适用性，阻碍了有限的计算工具来评估it. We提出了一个通用的，高效的，优雅的方法来计算相关的费米子，玻色子和量子自旋系统的保真度磁化率在广泛的量子蒙特卡罗方法。它既适用于基态，也适用于非零温度的情况。蒙特卡罗估计量具有简单而通用的形式，可以在模拟中有效地评估。我们证明了这种方法的权力与应用程序的玻色-哈伯德模型，自旋$1/2$ XXZ模型，并使用它来检查假设的中间自旋液相在蜂窝晶格上的哈伯德模型。
Against Absolute Actualization: Three "Non-Localities" and Failure of Model-External Randomness made easy with Many-Worlds Models including Stronger Bell-Violation and Correct QM Probability
贝尔不等式的实验违反证明了许多未来（~多世界）的实现;我表明，这不仅仅是解释。为了从教学上展示这种自包含的方法，我从一个直观的非量子多世界模型开始，解决了EPR悖论，这个模型已经具有明显的非定域性。一个修改导致一个经典到量子跃迁模型。模型的外部随机性（宇宙外的幽灵在状态空间上扔了一颗鹅卵石）保持不变，但模型化的观察者见证了强烈的贝尔违反。我从经典到量子的一致性推导出量子概率P。模型内部概率（~主观贝叶斯主义）是作为一个惊喜的措施（~德意志的理性预期）。该模型显示了绝对实现，比如说通过真实的隐藏变量，是如何失败的。为了完整性，提供了具有P和标准Bell违反的模型。过渡模型是第一个可触摸的，互动的科学推广展览教学正确的量子物理学。讨论重新解释跃迁模型，捍卫爱因斯坦定域性，拒绝“实在论”等，得出的结论是，该模型教导了“许多世界/心灵”的必要性，拒绝了随机-随机回归的概率概念。这些模型告诉我们，生产者责任理论如何从经验上排除某些现实主义。
Elimination of angular dependency in the quantum three-body problem made easy
本文提出一种系统方法，通过紧凑矩阵算子形式分离非相对论薛定谔方程中的角度自由度，得到仅依赖于粒子间距的约化薛定谔方程，并验证了其在氦原子能级计算中的准确性。
Nonlocal quantum heat engines made of hybrid superconducting devices
我们讨论了一种量子热机，它从耦合到正常和超导水库的热驱动双量子点产生功率。量子点之间的能量交换由电子-电子相互作用介导。我们可以区分设备操作模式中的三种主要机制。在Andreev隧穿机制中，能量在零粒子态和两粒子态的相干叠加中流动。尽管Andreev过程的内在电子-空穴对称性，我们发现，热机的效率增加与超导水库的耦合。第二种机制发生在准粒子输运的制度。在这里，我们得到了大的效率，由于超导能隙的存在和周围的间隙边缘的电子态密度的强能量依赖性。最后，在第三个制度存在的Andreev过程和准粒子隧穿之间的竞争。总之，我们的研究结果强调了对隧穿和结构带谱的重要性，在正常超导耦合点系统的热机性能的准确表征。
Analysis of Density Matrix reconstruction in NMR Quantum Computing
密度矩阵的重构是核磁共振量子计算中的一个重要问题。利用误差矩阵方法对一个2量子比特系统进行了分析。结果表明，在NMR量子计算中，态层析法能很好地确定重构密度矩阵所需的参数。分析还作出了一个简化的状态层析成像程序，使用较少的读出。用误差矩阵法进行分析的结果表明，即使在读出次数大大减少的情况下，密度矩阵重建也能达到满意的精度。
Toric code made subsystem: a framework for topological subsystem codes using anticommuting quantum spin liquids
提出基于反向量子自旋液体的拓扑子系统码框架，通过空间修改环面码破坏稳定子码性质，利用大量基态简并作为子系统自由度，实现拓扑子系统码。
Canonical Uncertainty Relations for Madelung Variables in Curved Spacetime: Relating Dark Matter Cores and Unruh Radiation
研究在曲速时空中的马德鲁格变量的本征不确定性关系，通过密度和相位变量的规范量子化，推导出依赖于时空几何的精确不确定性原理，揭示引力场如何调制量子涨落，并为标量场暗物质模型和随机量子引力提供基础约束。
Quantum revivals in free field CFT
对Cardy最近的工作进行了评论，ArXiv：1603。08267，量子复兴和更高维度的CFT。这里使用的实际表达式是以前推导出来的。计算扩展到费米子领域的功率谱涉及奇因子函数。对算子计数法和特征值法的等价性作了评述，并很快得到了验证。本文用错误量子化的场解释了奇球的有理回复。
Observation of Laughlin states made of light
自然界中的许多丰富性之所以出现，是因为相同的简单成分可以形成无数种有序状态。虽然许多这样的状态完全以它们的对称性为特征，但相互作用的量子系统也可以表现出拓扑有序性，而拓扑有序性的特征是复杂的纠缠模式。这种拓扑秩序的一个典型例子是劳克林态，它使带电粒子在磁场中的相互作用能最小化，并成为分数量子霍尔效应的基础。为了增强我们对这些有序的理解，人们做出了广泛的努力，在合成量子系统中形成劳克林态，比如由超冷原子或光子组成的系统。尽管有这些努力，电子气仍然是唯一出现拓扑有序的物理系统。在这里，我们提出了在劳克林态的光学光子对的第一个观察。这些对出现在分数量子霍尔系统的光子模拟中，该系统结合了光子与光的合成磁场之间强的里德堡介导的相互作用，该磁场是通过扭曲光学谐振器引起的。进入这个系统的光子经过碰撞，形成与劳克林态一致的角动量叠加对。在真实空间中表征相同的光子对，可以发现光子会互相避开，这是劳克林态的一个标志。这项工作预示着量子多体光学的一个新时代，其中强相互作用和拓扑光子使量子物质的探索具有全新的性质和独特的探针。
Determination of Optimal Chain Coupling made by Embedding in D-Wave Quantum Annealer
针对D-Wave量子退火器中默认链耦合非最优导致测量精度降低的问题，提出一种确定最优链耦合$J_c^{\ ext{optimal}}$的算法，以最大化观测最低能量的概率，并在多种组合优化问题上验证了其优于默认耦合的性能。
Random purification channel made simple
提出随机纯化通道的简单构造，证明其可纯化非独立同分布态，并用于简化量子散度的Uhlmann定理证明。
Entanglement quantification made easy: Polynomial measures invariant under convex decomposition
量化复合系统中的纠缠是一个基本的挑战，但只有在少数特殊情况下才有确切的结果。这是因为硬优化问题通常涉及，例如找到具有最小平均纯态纠缠的混合态的凸分解，即所谓的凸屋顶。我们表明，在一定条件下，这样的问题变得微不足道。准确地说，我们证明了一个几何参数，多项式纠缠度2是独立的纯态分解的混合状态的选择，当后者只有一个纯的非纠缠态在其范围内。这使得凸屋顶扩展纠缠措施的分析评估类的秩二状态服从这样的条件。我们给出了明确的例子，在三个量子比特状态的三纠缠的平方根，并表明，几个代表性的类四量子比特纯态的边缘，享受这一属性。
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