QGOpt: Riemannian optimization for quantum technologies
量子技术中的许多理论问题都可以作为约束优化问题来表述和解决。最常见的量子力学约束,例如,等距矩阵和酉矩阵的正交性、量子信道的CPTP性质以及密度矩阵的条件可以看作商或嵌入黎曼流形。这允许使用黎曼优化技术来解决量子力学约束优化问题。在目前的工作中,我们介绍了QGOpt,在量子技术的约束优化库。QGOpt依赖于量子力学约束的基本黎曼结构,并允许应用基于标准梯度的优化方法,同时保留量子力学约束。此外,QGOpt是在TensorFlow之上编写的,它支持自动微分来计算优化所需的梯度。给出了两个应用实例:量子门分解和量子层析成像。
2021-11-17 quant-ph
An Overview: Steady-State Quantum Entanglement via Reservoir Engineering
我们提出了一个简短的概述量子纠缠的产生和保存在一个稳定的状态。除了对量子纠缠稳定化的关注外,我们还简要地讨论了稳态量子相干性的相同目标。概述分为两大类的方法:混合驱动和耗散方法和纯粹的耗散计划。此外,纯耗散方案下的平衡和非平衡环境的两个子类进行了讨论。指出了耗散路径对实现持续量子纠缠的重要意义和所面临的挑战。除了现有的量子技术,量子计算,通信,传感和模拟的稳态纠缠的价值,其独特的机会,新兴的和未来的量子技术的应用,特别是量子热机和量子能量处理,进行了讨论。
2023-03-01 quant-ph
An attempt to understand relational quantum mechanics
本文尝试为关系量子力学的核心思想建立数学表述,并概述其公理化重构希尔伯特空间表述的方案。
2022-09-20 quant-ph
Quantum Computing: An Overview Across the System Stack
量子计算机,如果完全实现,有望成为一项革命性的技术。因此,量子计算已经成为过去几年最热门的研究领域之一。从量子算法的创建到硬件设备的开发,系统堆栈的各个级别都在进行大量的努力。量子时代似乎来得更早而不是更晚,因为商业上有用的中小型机器已经建成。然而,全尺寸量子计算机及其执行的全尺寸算法目前仍然遥不可及。目前还不确定第一台这样的计算机将如何建造。许多不同的技术都在竞争成为第一台可扩展的量子计算机。
2019-10-29 quant-ph
An Overview of Quantum Computing for Technology Managers
当信息和计算的基础模型从经典力学模型转变为量子力学模型时,更快的算法、新的加密机制和替代的通信方法成为可能。量子算法执行一组选定的任务比任何经典算法都要有效得多,但对于许多任务,量子算法已被证明没有优势。量子计算应用的广度仍在探索中。主要的应用领域包括安全和许多领域,将受益于有效的量子模拟。量子信息处理的观点提供了对经典算法问题的洞察,以及对量子物理的纠缠和其他非经典方面的更深入理解。本概述是针对那些希望获得量子信息处理,特别是量子计算的高层次理解的技术管理人员。
2008-09-26 quant-ph
Entanglement-Assisted Quantum Networks: Mechanics, Enabling Technologies, Challenges, and Research Directions
本文全面综述纠缠辅助量子网络,涵盖其基础机制、使能技术、网络结构与工作原理,并分析构建广域网络的挑战及未来研究方向,以推动其实现。
2023-07-26 quant-ph
Time-delay of classical and quantum scattering processes: a conceptual overview and a general definition
我们提出了一步一步地介绍经典和量子力学中的时间延迟的概念,目的是澄清它的基础在概念层面上。在这样做的时候,我们激励引进的概念“模糊”和“自由飞行”逗留时间,我们用来提供最一般的可能的定义的量子时间延迟,有效的简单和多通道散射系统,有或没有条件的散射粒子的观察,并为传入的波包的能量可以涂抹或尖锐的峰值(固定能量)。最后,我们提出了我们认为是正确的解释逗留和延迟时间的概念,在量子力学,解释为什么在终极分析,他们不应该被称为“时间”的概念分析。
2011-11-02 quant-ph
From Quantum Optics to Quantum Technologies
量子光学是研究光的内在量子特性的学科。在20世纪后半叶,实验和理论的进展共同发展;如今,量子光学为量子力学的许多基本方面提供了实验平台,如相干性和量子纠缠。量子光学直接或间接地触发了量子技术的诞生,其目的是利用非经典量子效应在从量子密钥分发到量子计算的应用中。量子光仍然是许多最有前途和潜在变革性量子技术的核心。在这篇综述中,我们庆祝彼得·奈特爵士的工作,并概述了量子光学的发展及其对量子技术研究的影响。我们描述了核心的理论工具来表达和研究光的量子特性,关键的实验方法来控制,操纵和测量这些属性和它们的应用在量子模拟,和量子计算。
2017-07-10 quant-ph
Book Review: Bohmian Mechanics and Quantum Theory: An Appraisal
对“Bohmian力学和量子理论:评价”(James Cushing,Arthur Fine和Sheldon Goldstein编辑)的评论,一本关于玻姆力学的广泛的文章集。除了广泛的,批判性的概述Bohmian力学,审查收集包含扩展和混合版本的理论和几个详细的应用到实际情况。
1999-06-29 quant-ph
Optomechanics for quantum technologies
通过与光的相互作用来控制机械系统运动的能力为基础物理学和应用物理的大量应用打开了大门。随着实验经常达到量子制度,重点现在已经转向创造和利用有趣的非经典状态的运动和纠缠的光机系统。量子性也已经从实验构建的原因转变为基础物理研究和量子技术创造的资源。在这里,通过集中在光和机电平台,我们回顾了量子态制备和纠缠的力学系统的最新进展,连同应用到信号处理和转导,量子传感,拓扑物理,以及小尺度热力学。
2021-11-29 quant-ph
Fundamental phenomena of quantum mechanics explored with neutron interferometers
对量子力学的持续迷恋不断地推动着量子光学的广泛领域的发展,包括其中子光学分支。中子光学方法,特别是中子干涉测量和偏振测量的应用在基本量子现象的实验研究中有着悠久的传统。我们给出了近年来相关的实验工作的概述。
2014-07-11 quant-ph
Molecular-ion quantum technologies
量子逻辑技术的状态准备,操纵,和非破坏性的审讯越来越多地被采用的实验单分子离子限制在陷阱。通过共捕获原子离子在量子水平上控制分子离子的能力为精密光谱学、量子信息处理、冷化学和分子量子技术领域的新实验提供了有趣的可能性。本文综述了这一领域的基本实验方法、最新进展和展望。
2022-04-19 physics.atom-ph physics.chem-ph quant-ph
Quantum dynamics and super-symmetric quantum mechanics
在我的演讲中,我将介绍我们最近的工作,涉及使用超对称量子力学(SUSY-QM)的概述。我首先讨论的数学基础的超对称量子力学,然后讨论我们如何使用它来开发新的理论和数值方法,适合研究分子系统。最后,我将讨论我们试图将SUSY-QM扩展到多个维度。
2010-05-20 quant-ph
Quantum Cryptography: an overview of Quantum Key Distribution
本章概述量子密钥分发领域,回顾BB84协议发展历程,并介绍连续变量与设备无关协议,旨在利用现有技术并减少对实验装置的依赖,实现安全通信。
2024-11-06 cs.CR quant-ph
Quantum information and quantum computing: an overview and some mathematical aspects
本文件有两个目的。首先,给出量子计算和量子信息背后的主要思想,量子信息是一个基于量子力学现象的领域。因此,一个简短的评论致力于(i)量子比特或量子比特(和更一般的qudits),类似物的通常比特0和1的经典信息理论,和(ii)两个特点的量子力学,即,线性(它通过量子比特的叠加和幺正算符对量子比特的作用来表现)和某些多量子比特态的纠缠(一个特定于量子力学的资源)。第二,着重讨论了量子计算和量子信息处理中所使用的互无偏基的一些数学问题。在这个方向上,通过两种不同的方法:一种是基于群SU(2),另一种是基于Galois域和Galois环,给出了互无偏基的构造。
2018-11-09 math.QA quant-ph
Erlangen Programme at Large: An Overview
这是埃尔兰根计划的概述。对于在群作用下不变性的物体及其性质的研究,其成果远远超过了传统几何学。本文以SL(2,R)群为例证明了这一点。从共形几何开始,我们发展解析函数,并将其应用于谓词演算。最后,我们将其与量子力学联系起来,并以一系列悬而未决的问题作为结论。保留字:特殊线性群,Hardy空间,Clifford代数,椭圆,抛物,双曲,复数,对偶数,双数,分裂复数,Cauchy-Riemann-Dirac算子,莫比乌斯变换,谓词演算,谱,量子力学,非交换几何
2011-11-13 math-ph math.CV math.FA
Quantum entanglement: an overview of the separability problem in two quantum bits
可分性问题是当前和未来量子信息处理中最基本也是最紧迫的问题之一。后者以量子力学为基础,以量子比特为基本信息单位,研究信息和计算。本文综述了二分系统中可分性问题的研究进展,特别是从基于Bell不等式的$1964$中的可分性判据到2018年的最新可分性判据,介绍了两个量子比特系统中的可分性问题。
2022-11-29 hep-th quant-ph
Quantum Technologies: A Review of the Patent Landscape
量子技术是一个越来越广泛的术语。纳米技术和电子学在这个领域发挥作用。随着行业颠覆性算法的发明,如Shor算法,可以在量子计算机上破解RSA加密和量子密钥分配,理论上提供无条件的安全性,投资正在涌入。在这里,我们对2015年至今该领域的48,577项专利进行了分类和分析,并在Relecura的专利数据库中进行了全面查询。作者的学科经验,以及公司基于人工智能的工具和学术文献,被用来做出这种高度主观的分类选择。尽管大多数专利景观分析报告考虑的是单一的技术、地理位置或公司,但由于这些技术的协作性和相互交织的性质,我们试图对这些技术进行整体概述。在可能的情况下,简要解释了每种技术的物理原理及其在行业中的作用。
2021-02-03 cs.DL quant-ph
Bohmian mechanics in relativistic quantum mechanics, quantum field theory and string theory
我提出了一个简短的概述我最近的成就在相对论量子力学,量子场论和弦论的玻姆解释。这包括粒子轨迹的相对论协变玻姆方程,粒子的产生和毁灭问题,费米场的玻姆解释,以及基于De Donder-Weyl协变正则形式主义的场和弦的内在玻姆量子化。
2006-10-12 hep-th quant-ph
Hybrid optomechanics for Quantum Technologies
我们回顾了混合光学机械系统的物理组成的一个机械振荡器相互作用的辐射模式和一个额外的类物质系统。我们集中在一个单一的或一个多原子系统(一个玻色-爱因斯坦凝聚体,特别是)的情况下体现,并讨论了广泛的物理效应,从被动机械冷却的设置多体纠缠,从光学机械非局域性的实现非经典状态的一个单一的机械模式。审查材料展示了可行性的混合腔光机械系统作为量子通信网络和量子态工程设备的基本组成部分,可能通过使用量子和最优控制技术。我们讨论的结果有助于促进混合光机械设备作为有前途的实验平台,在真正的介观水平上的非经典性的研究。
2014-05-07 cond-mat.mes-hall quant-ph
Bohmian pathways into chemistry: A brief overview
也许是因为基于量子力学的方法论在化学中一直很受欢迎,并且它们发挥了重要作用,Bohmian力学在这个社区中越来越被接受,特别是在基于量子力学的理论化学领域,例如,量子化学、化学物理或物理化学。从历史的角度来看,这种演变是非常有趣的,特别是当马德隆的前流体动力学配方,可追溯到20世纪60年代末和70年代的稀缺应用相比,目前有许多不同的应用。与经典方法一样,Bohmian轨迹基本上用于描述和分析化学系统的演化,设计和实现新的计算传播技术,或两者的组合。在第一种情况下,玻姆轨线的优势在于它们避免了调用典型的量子-经典对应来解释相应的现象或过程,而在第二种情况下,量子力学效应会自己出现,而不需要人为地包括量子化条件。而不是提供一个详尽的修订和分析所有这些申请(有关这一问题的优秀专著可在文献中找到,供感兴趣的读者查阅,这些文献可在此处提供的参考书目中查阅),本章的编写方式,是为了使读者对这一问题有一个大致的了解(或印象)如何Bohmian力学已经渗透到不同的传统水平或途径,以接近分子系统在化学:电子结构,分子动力学和统计力学。这是做一些说明性的例子-在某些情况下,在其他情况下的理论发展和数值模拟的援助。
2018-01-15 cond-mat.stat-mech physics.chem-ph quant-ph
Cryogenic Systems for Quantum Photonic Technologies: A Practical Review
University of California, Davis(加州大学戴维斯分校);Cavendish Laboratory, University of Cambridge(剑桥大学卡文迪许实验室)
综述探讨了低温系统在光学量子设备中的应用,涵盖从流式低温系统到机械制冷器和稀释制冷器的原理,为科学家提供技术洞察和历史背景以评估低温技术在量子技术中的作用。
2026-05-12 physics.ins-det quant-ph
De Broglie-Bohm Quantum Mechanics
Imperial College London(帝国理工学院)
本文综述了德布罗意-玻姆的引导波量子力学,探讨其在场论、高能物理、引力和宇宙学中的应用。
2024-09-02 gr-qc hep-th quant-ph
Categorical quantum mechanics
这一邀请在量子逻辑和量子结构手册的章节包括两个部分:1。由同一作者编写的quant-ph/0402130的基本更新版本,开创了分类量子力学领域,但尚未全文出版; 2.概述自那时以来在这一领域取得的进展。
2008-08-07 math.CT math.LO quant-ph
Classical logic, classical probability, and quantum mechanics
我们给出了一个概述和概念上的讨论,我们的一些结果的上下文和非局部性。我们特别关注与伊塔马尔Pitowsky的工作相关多面体,贝尔不等式,布尔的“条件可能的经验”的连接。
2020-10-23 cs.LO math.PR quant-ph
Hexagonal boron nitride based photonic quantum technologies
本文综述六方氮化硼作为光子量子技术平台的结构、生长、色心工程及异质结构器件,涵盖室温单光子发射与电调谐进展。
2024-07-16 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.comp-ph
Quantum Illumination and Quantum Radar: A Brief Overview
本文综述了量子照明与量子雷达的历史发展、基本原理及理论与实验进展,评估其在微波频段实现可行量子雷达的潜力、现状与未来方向。
2024-07-27 physics.app-ph physics.data-an physics.ins-det