Basics of observational entropy
这些笔记提供了关于“观测熵”(也称为“量子粗粒熵”)的基本方面的简要入门,这是将粗粒化概念应用于量子系统的一般框架。我们回顾了基本的形式主义,调查应用热力学,使连接到量子关联和纠缠熵,比较相应的经典理论,并讨论了基于POVM测量的推广。
2020-09-30 quant-ph
Possible agreement of wave function reduction from the basic principles of quantum mechanics
还原被证明是量子力学的基本原理的一个可能的结果,不涉及宇宙的量子态态的分支。测量的关键特征是在叠加的量子态中产生电离径迹、气泡、火花等宏观胚芽,其主要机制是破坏和恢复附近宏观物体及其小图案的“经典性”。本文还提出了量子概率的一种新的意义,即不涉及绝对随机性。
2008-02-19 quant-ph
Quantum mechanics in the K-Field formalism: the basic principles of geometrization
本文阐述了K场形式中量子力学的基本原理。这个理论的基本区别在于它的量子理论方程(包括著名的薛定谔方程、克莱因-戈登方程和二次狄拉克方程)是由德布罗意假设的几何推广得到的。相反,它们是作为流形上的自由波方程获得的,该流形度量了粒子的相互作用力。这种对量子理论基本方程的看法允许人们使用半经典模型来模拟量子系统。量子化原理也随之改变。也就是说,量子系统定态条件是这样的条件,在该条件下,测试粒子的运动是李雅普诺夫稳定的。
1999-05-27 hep-th quant-ph
Basics of Quantum Computation (Part 1)
这本教科书的目的是在量子计算方面架起一座桥梁,这被证明是一个相当大的门槛,甚至对科学普及水平之间的普通科学训练的读者,另一方面,目前可用的更多的科普教科书。在这方面,目前的教科书旨在成为一个简短,简单,严格和直接的介绍,解决本身只适合量子计算。
2004-07-08 quant-ph
Equations of Motion with Multiple Proper Time: A New Interpretation of Basic Quantum Physics
建立并分析了单粒子在两个固有时间模型和三个固有时间模型下的运动方程。粒子的运动是由纯经典方法导出的,但它们表现出量子物理的相同性质:量子波动方程、德布罗意方程、测不准关系、量子波函数的统计结果。这向我们展示了一种可能的解释量子物理学的新方法。我们还将证明具有多重真时的物理学不会引起因果关系问题。
2005-06-06 quant-ph
Quantization of Blackjack: Quantum Basic Strategy and Advantage
利用量子力学的非凡力量来处理信息的量子计算机正越来越多地投入实际使用。在未来,他们的影响将在许多领域,包括在线赌场游戏。这也是量子赌博理论引起广泛关注的原因之一。研究表明,量子赌博理论经常产生经典理论无法解释的重要结果。我们设计了一个量子线路重现经典的21点,并发现了策略之间可能的量子纠缠。在不久的将来,当量子计算机普及时,这种电路就可以实现。此外,我们表明,玩家的期望值增加相比,经典的游戏使用量子基本策略,这是一个量子版本的流行的基本策略的二十一点。
2021-08-08 cs.GT quant-ph
Maximally efficient quantum thermal machines: The basic principles
根据Skrzypczyk等人的结果,arXiv:1009.0865,某些自包含量子热机可以达到卡诺效率,我们讨论了自包含量子热机的功能,并在非常一般的情况下表明,它们可以达到卡诺效率极限。最重要的是,不需要机器运行的完整解析解;效率可以从非常少的基本和高度直观的方程中推导出来,这些方程抓住了问题的核心。
2010-09-13 quant-ph
Quantum Interferometry, Measurement and Objectivity: Some Basic Features Revisited
重新分析了量子干涉测量的归约范式和量子测量中的客观化问题。两者都被证明是服从简单的数学处理“每个用户”头脑简单的量子力学没有减少公设等,只使用它的概率内容。
1997-01-28 quant-ph
The basic Leggett inequalities don't contradict the quantum theory, neither the classical physics
基本的Leggett不等式,即那些尚未引入Leggett隐变量模型(例如Malus定律)的特定假设的不等式,通常使用概率的隐变量分布导出(尽管在某些情况下完全通用,正概率会导致相同的结果)。这一事实有时会造成一种错觉,即这些基本不等式是隐变量理论的一种,必然与量子理论相矛盾。在本文中,基本的Leggett不等式是以最一般的方式导出的,即没有假设概率分布是由某个波函数或某组经典变量产生的。其结果是,只要在计算基本莱格特不等式中出现的所有平均值时使用同一个概率分布,就不会发生矛盾。这些不等式只有当不同的平均值用不同的分布计算时才可能被违反,例如,其中一些平均值用量子形式主义计算,而另一些平均值用经典参数的某种分布计算。
2009-12-21 quant-ph
Basic Concepts in Quantum Information
在过去的25年里,人们对信息在量子力学中的作用有了新的认识。与此同时,原子/光学物理学和凝聚态物理学也取得了巨大的进展,特别是在这两个以前截然不同的领域之间的界面上,在开发实验系统方面,这些系统的量子态是长寿命的,并且可以被设计来执行量子信息处理任务。这些课堂讲稿将简要介绍这第二次量子革命背后的基本理论概念。这些笔记也将提供一个介绍'电路QED。“除了是一个新的测试平台,用于使用超导量子比特作为人造原子的微波电路的非线性量子光学,电路QED还提供了一个构建量子信息处理器的架构。
2013-02-23 quant-ph
Are there basic laws of quantum information processing?
在标准量子形式下,证明了在局域作用和单向经典通信条件下,不可克隆定理和纠缠不增加原理是等价的.我们认为,结果是一个更普遍的原则,类似于量子力学定律的量子信息处理的表现。
1997-07-07 quant-ph
Basic-deformed quantum mechanics
本文从$q$ -对称振子代数及其相关的$q$ -演算性质出发,研究了定义在基本平方可积波函数空间框架下的变形量子力学.在这方面,我们介绍了一个变形薛定谔方程,它满足主要的量子力学假设,并承认,在自由的情况下,平面波函数,可以表示在q-变形指数,最初引入的基本超几何函数的框架。
2009-11-09 hep-th math-ph math.MP
Basic quantum Hamiltonian's relativistic corrections
在分析狄拉克方程之后,我们可以提出一个著名的量子力学动量算符是与相对论动量相关联的,而不是与非相对论动量相关联的。考虑相对论能量和动量表达式,我们可以定义非相对论、相对论和伪相对论(存在于薛定谔方程中)的动能算符。研究了动能算符修正对基本量子哈密顿量谱的影响。在某些情况下,这种校正可以产生显着的光谱修改。
2013-03-29 math-ph math.MP quant-ph
Basics of Quantum Mechanics, Geometrization and some Applications to Quantum Information
本文综述了用微分几何形式描述量子力学的研究进展。我们从这个角度分析薛定谔框架,并提供了一个描述的Weyl-Wigner结构。最后,在回顾了量子力学几何公式的基础知识之后,我们将所提出的方法应用于有限维希尔伯特空间中最有趣的情况:二,三和四能级系统(一个量子比特,一个量子比特和两个量子比特系统)。作为一个更实际的应用,我们讨论的优势,量子力学的几何公式可以为我们提供的情况下,纠缠证人的功能独立性的研究。
2008-06-28 quant-ph
Triplet Superconductors from the Viewpoint of Basic Elements for Quantum Computers
我们讨论了利用超导体与库珀凝聚在三重态(其中凝聚对的自旋是S=1)的量子计算机的实际实现的可能性。具有三重态配对凝聚体的超导体具有独特的特征,并且在通常的(单重态配对,S=0)超导体中找不到。某些三重态超导体中的序参量的对称性(例如,双简并手征态(doubly-degenerated chiral states)。这些态可以作为量子计算的量子比特基态。
2002-07-17 quant-ph
Basic ZX-calculus for students and professionals
这些是Artur Ekert在牛津大学数学研究所的课程量子信息介绍的客座讲座的讲义,希拉里学期2023。假设对狄拉克符号有一些基本的熟悉。对于具有一些基本量子背景的量子图像(QiP)读者来说,这些笔记也构成了解释他们在QIP中学习的内容与传统量子形式主义之间关系的最短路径。
2023-03-06 cs.LO math.CT quant-ph
A Short Introduction to Basic Principles of Quantum Navigation Based-on Rb Cold Atom Interferometry
本文简要介绍基于铷冷原子干涉的量子导航基本原理,利用原子能级敏感性实现高精度、自校准的无卫星惯性导航传感器。
2024-05-27 quant-ph
Basic Logic and Quantum Computing: Logical Judgements by an Insider Observer
我们考虑一个假设的观察者在量子计算机内部的逻辑断言,并执行可逆的量子测量,获得一对对称的新公理,仅在量子计算机内部有效。结果是,在这个逻辑框架中,对称性和次协调性成立。
2004-07-07 math-ph math.LO math.MP
Basic interactive algorithms: Preview
University of Michigan(密歇根大学)
本文预览了基本交互式算法的公理化工作,回顾了基本算法的公理化及其在证明 Church-Turing 论题中的作用,并探讨了概率、非确定性和量子算法等扩展概念与预言机基本算法的关联。
2025-08-07 cs.CL cs.LO math.LO
Basic Quantum Theory and Measurement from the Viewpoint of Local Quantum Physics
对局域量子物理学中因果性原理的几个表现形式进行了评述。特别强调的是,这些属性是典型的LQP的意义上,他们超越了一般的量子理论的结构,甚至逃避标准QFT的拉格朗日量子化方法。最引人注目的是那些与模块化富田-竹崎理论相关的因果关系,因为它们引入了反粒子、电荷超选择以及内部和外部(几何和隐藏)对称性的基本概念。
1999-04-19 hep-th quant-ph
Basic exclusivity graphs in quantum correlations
一个基本的问题是理解为什么量子理论只违反了一些非上下文(NC)不等式,并确定防止高于量子违反的物理原理。我们证明了量子理论只违反那些NC不等式,其排他性图包含,作为诱导子图,长度为5或更长的奇数圈,和/或其补充。此外,我们还证明了奇圈是一个著名的NC不等式族的排他性图,并且也存在一个NC不等式族,其排他性图是奇圈的补图。我们刻画了这些不等式的最大非上下文和量子值,并提供了证据支持这些不等式的最大量子违反的猜想,正是挑选出的排他性原则。
2013-09-11 quant-ph
From basic science to technological development: the case for two avenues
本文论证了将基础量子研究转化为实际技术应大力推进的两条路径:一是基础量子层面的能量学研究以设计节能量子设备,二是量子动力学与数据科学的融合以增强量子信息处理。
2023-05-08 quant-ph
Critical Examination of the Conceptual Foundations of Classical Mechanics in the Light of Quantum Physics
众所周知,经典力学具有决定论、还原论、知识完备性和机械论等基本特征。在这篇文章中的基本假设进行了讨论,这些功能的基础。它表明,这些基本假设-虽然普遍假设了二十世纪初-是远远不够明显。最后,它表明,在一定程度上,没有什么错,在假设这些基本假设。相反,错误在于认识论绝对化的理论,这被认为是自然的镜像。
2001-03-09 quant-ph
Introduction to quantum control: From basic concepts to applications in quantum technologies
本文介绍量子控制的基本概念和方法,探讨相干控制与绝热跟随原理,并通过实例展示最优控制理论在原子和超导量子比特控制中的应用。
2025-12-04 quant-ph
Basic Elements for Simulations of Standard Model Physics with Quantum Annealers: Multigrid and Clock States
我们探讨了D-Wave的量子退火器的潜力,用于计算标准模型物理的量子模拟所需的一些基本组件。通过实现基本的多重网格(包括“缩放”)和专门的费曼钟算法,D-Wave's Advantage被用于研究与格点标量场理论和有效场论相关的谐振子和非谐振子,SU(3)Yang-Mills格点规范场理论的单元格的时间演化,以及四个中微子系统中味纠缠的动力学。
2022-11-14 hep-lat hep-ph nucl-th
Basic protocols in quantum reinforcement learning with superconducting circuits
University of the Basque Country UPV/EHU(巴斯克大学)
超导电路技术最近实现了涉及闭环反馈回路的量子协议。量子人工智能和量子机器学习是量子技术中的新兴领域,可以使量子设备从外部世界获取信息并通过学习过程进行自我改进。在这里,我们提出了量子强化学习中基本协议的实现,超导电路采用反馈回路控制。我们介绍了不同的情况下,与国家的最先进的超导电路技术的原理验证实验,并分析其存在的缺陷的可行性。用超导电路实现的量子人工智能领域为增强的量子控制和量子计算协议铺平了道路。
2017-05-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con cs.AI
Theory of Cold Atoms: Basics of Quantum Statistics
这篇论文的目的是提出准确描述玻色和费米冷原子所需的基本数学技术。术语{ \it cold}意味着所考虑的温度是低的,使得即使温度是有限的,量子理论也是必要的。术语{ \it atoms}表示所考虑的粒子是无结构的,由它们的质量和相互作用定义。原子是{ \it陷阱},因为它们形成一个有限的量子系统,尽管它们的数量可以非常大,允许使用统计力学的方法。本教程是几个教程的第一部分,给出了两种粒子统计的一般数学技术。下面的教程将分别专门介绍玻色原子和费米原子。仔细解释基本技术的必要性对于避免经常在文献中传播的许多误解很重要。
2013-04-25 cond-mat.stat-mech quant-ph
Advanced Quantum Communication and Quantum Networks -- From basic research to future applications
German Aerospace Center (DLR)(德国航空航天中心);Bundesdruckerei GmbH(联邦印刷有限公司);Universität Ulm(乌尔姆大学)
本文综述了量子信息网络的特性,探讨了量子通信在安全应用、精确测量和计算等领域的潜力,并为未来量子互联网的研究提供了基础。
2026-02-05 quant-ph
Basic Logic and Quantum Entanglement
众所周知,量子纠缠是量子计算最重要的特征之一,因为它导致大规模的量子并行性,从而使计算速度呈指数级提高。从某种意义上说,量子纠缠被认为是量子计算本身的一种隐含性质。但是...可否说得清楚一点?换句话说,是否有可能在机器语言的逻辑微积分中找到连接符“纠缠”?还有,有没有可能“教”量子计算机“模仿”EPR“悖论”?答案是肯定的,如果逻辑微积分是最弱的可能逻辑,即基本逻辑。弱逻辑几乎没有结构规则。但在逻辑中,弱结构为连接词留下了更多的空间(例如连接词“纠缠”)。此外,在基本逻辑中,压缩和弱化这两个结构规则的缺失分别对应于量子计算中的不可克隆定理和不可擦除定理的有效性。
2007-02-05 hep-th math.LO quant-ph
Towards multiqudit quantum processor based on a $^{171}$Yb$^{+}$ ion string: Realizing basic quantum algorithms
本文展示了一个基于$^{171}$Yb$^{+}$离子链的8个四能级qudit量子处理器,通过单/双比特操作基准测试实现了Bernstein-Vazirani、Grover算法及分子模拟,为可扩展的囚禁离子qudit处理器铺平道路。
2024-10-31 quant-ph
Experimental quantum mechanics in the class room: Testing basic ideas of quantum mechanics and quantum computing using IBM quantum computer
自从量子力学引入以来,它主要是作为一门理论学科来教授的。它也被视为一种理论,提供了对自然的最好理解,但在我们的日常生活中没有太多的实际应用。随着量子信息处理的出现,这一概念在最近的过去已经发生了很大的变化。此外,最近,IBM推出了一套量子计算机,这些计算机被放置在云中,可以通过您的手机,PC,笔记本电脑从您的教室免费访问。在这篇文章中,我们将展示IBM量子计算机可以用来演示量子力学、量子计算和通信的许多基本概念。
2018-05-16 physics.ed-ph quant-ph
Grover's Algorithm: Quantum Database Search
我们审查格罗弗的算法通过一个详细的几何解释和一个算例。对量子力学和量子线路的一些基本概念也作了评述。这项工作的目的是为非专业人士有本科线性代数的基本知识。
2003-01-16 quant-ph
A classification of generalized quantum statistics associated with basic classical Lie superalgebras
广义量子统计,如仿统计,通常由某些三重关系表征。在仿费米统计的情况下,这些关系可以与正交李代数B_n=so(2n+1)相联系,在仿玻色统计的情况下,它们可以与李超代数B(0| n)=osp(1| 2n)。在前一篇文章中,给出了“与经典李代数G相关联的广义量子统计”的数学定义,并得到了一个完整的分类。在这里,我们考虑“与基本经典李超代数G相关联的广义量子统计”的定义。正如在李代数中一样,这个定义与G的某个Z-分次密切相关。本文给出了与基本经典李超代数A(m)相关的所有广义量子统计的完全分类|n)、B(m| n)、C(n)和D(m| n)。
2005-04-05 hep-th math-ph math.MP
A Perspective on Quantum Sensors from Basic Research to Commercial Applications
本文从基础研究到商业应用视角,综述了基于原子-光相互作用的量子惯性、重力、磁和电场传感器的工作原理与产品化进展。
2024-06-30 quant-ph
Quantum Mechanics from Relational Properties, Part I: Basic Formulation
基于量子系统之间的关系性质而不是量子系统的独立性质是构造量子力学的最基本要素的思想,本文对非相对论性量子力学进行了重新表述.这个想法,结合强调量子系统的测量是一个双向的相互作用过程,导致一个新的框架来计算测量量子系统时的结果的概率。在这个框架中,最基本的变量是关系概率幅。概率计算为潜在替代测量配置的权重总和。量子系统的性质,如叠加和纠缠,是通过计算替代品的规则来体现的。由关联概率振幅矩阵导出了波函数和约化密度矩阵。它们被发现是次要的数学工具,等价地描述了一个量子系统,而没有明确地调用测量系统。当关联几率振幅矩阵中不存在纠缠时,得到了薛定谔方程。利用费曼路径积分计算关联概率幅,并将其推广为约化密度矩阵。从本质上讲,量子力学被重新表述为一种理论,它用关系性质来描述物理系统。
2021-04-18 quant-ph
Quantum simulation: From basic principles to applications
理查德·费曼在20世纪80年代初提出了量子模拟的设想,由于各种平台的发展,量子模拟得到了巨大的推动。在过去的十年中,大多数量子模拟器都实现了相当知名的模型,因此可以与理论计算进行直接比较,并对其可靠性进行精确的基准测试。该领域现在已经达到了一个成熟的,这样就可以解决困难的问题,不能有效地解决使用经典算法。这些进步为探索以前无法到达的领域,测试理论预测和激发新方法提供了前所未有的机会。这篇文章是对量子模拟的一个介绍。它是作为法国科学院Comptes-Rendus de Physique的量子模拟特刊的前言出版的。
2018-12-31 cond-mat.quant-gas quant-ph
The Basics of Quantum Computing for Chemists
本文回顾了量子信息与量子计算的基础知识及其在量子化学模拟中的应用,探讨了当前发展现状与挑战,旨在帮助化学学家理解这一新兴范式。
2022-03-30 physics.chem-ph quant-ph
Basic Concepts for a Quantum Mechanical Theory of Events
一个物理理论被提出来,它同时遵守狭义相对论和量子力学的原理。作为一个关键特征,这些定律是根据量子事件而不是粒子状态来制定的。量子事件的时间和空间坐标被平等对待,即作为希尔伯特空间上的自伴算子。该理论不是基于拉格朗日或哈密顿力学,并打破了连续流动时间的概念。所考虑的物理对象是暴露于外部电势的无自旋粒子。该理论也解释了粒子-反粒子对的产生和湮灭,因此不是通常意义上的单粒子理论。麦克斯韦方程组作为某些基本对易关系的直接结果而导出。在非相对论性极限和时间不确定性消失的极限下,得到了无自旋粒子在外电磁场作用下的薛定谔方程。
2005-03-21 quant-ph
Shor's Algorithm for Factoring Large Integers
这项工作是一个教程肖尔的因式分解算法通过一个工作的例子。回顾了量子力学和量子线路的一些基本概念。它的目的是为非专业人士有本科线性代数的基础知识。
2003-03-29 quant-ph
A Short Guide to Quantum Mechanics -- Some Basic Principles
本文是多特蒙德工业大学量子力学实验室配套手册第一部分的英文版本,作为量子世界入门指南,讲解了量子基础概念、历史实验及现代应用,帮助高中生认识量子物理。
2024-08-01 physics.pop-ph quant-ph
Excitation transfer through open quantum networks: a few basic mechanisms
各种开放的量子网络目前正在紧张的检查,以模拟光合系统中的能量传输。在这里,我们研究的相干传输的量子激发网络非相干耦合的结构化和小的环境,有效地模拟光合反应中心。我们的目标是提炼出一些基本的,可能是普遍的,机制或“效应”,在简单的能量转移模型的特点。特别是,我们确定了三种不同的现象:拥塞效应,渐近么正性和阶梯效应。我们从几个网站的模型,这些影响可以完全理解,然后继续研究更复杂的网络类似于那些采用模型的能量转移在捕光复合物。我们对这种网络的数值研究似乎表明,在简单网络中观察到的一些效应可能与生物系统或它们的人工类似物有关。
2011-01-25 physics.bio-ph quant-ph
Quantum mechanical description of measurement and the basic properties of state transformation
在本文中,没有任何先验假设的测量后的状态的系统,我们将检查如何限制这种状态,假设以下每一个假设。首先,通过使用两个连续的测量应该被描述为一个测量的合理假设。第二,通过假设不可能比光更快的信号传导,“无信号传导条件”。然而,仅仅使用这些假设是不可能得到通常的投影公设的。相反,通过一个简单的引理,我们将表明,系统的密度算符的测量后是一个线性函数的密度算符通常的测量后公设确定。此外,我们将证明这个线性函数具有Kraus表示。最后,我们将讨论这个结论的物理意义。
2005-09-19 quant-ph
Combinatorial approach to multipartite quantum systems:basic formulation
本文给出了在有限维量子系统的Hilbert空间中,将一个图与一个关于标准正交基的任意密度矩阵联系起来的方法。利用与量子态相关的图,我们研究了纯态和混合态的分类、冯诺伊曼熵、多体量子态的可分性和量子运算等相关问题。为了解决图的可分性和纠缠问题,我们引入了一种改进的加权图张量积,并建立了它的代数性质。特别地,我们证明了Werner的可分态定义[1]可以用图来表示,对于实或复希尔伯特空间中的状态。我们推广了S.L.布劳恩斯坦,S.戈什,T. Mansour,S.塞韦里尼河Wilson [2]中的一个例子,推广到一类具有实权的加权图。本文给出了与赋权图相关的拉普拉斯算子是半正定的一些判据。
2007-06-18 quant-ph
The Basics of Perfect Communication through Quantum Networks
量子态通过一维链的完美转移现在已经很好地理解了,这使得人们不仅可以决定固定的哈密顿量是否实现完美转移,而且可以设计一个合适的哈密顿量。我们特别感兴趣的是能够设计,或理解所施加的限制,哈密尔顿受到各种自然产生的约束,如有限的耦合拓扑结构与低连接性(由图指定)和类型的相互作用。在本文中,我们通过网络传输的必要和充分条件,并描述了一些自然的后果,如不可能的路由之间的许多不同的收件人为一大类的哈密顿量,和限制的传输率。我们还考虑了一些权衡,出现在均匀耦合网络(海森堡和XX模型)之间的传输距离和网络的大小作为一个结果的派生条件。
2011-08-27 quant-ph
On Quantum Bayesianism
最近发展起来的部分量子贝叶斯主义命名QBism已宣布由其作者的一个强有力的解释量子物理学。本文对QBism的几个方面进行了分析。所考虑的例子表明,在一些讨论的解释的基本陈述不一致。特别是,测量和观察者的主要量子力学难题,与声称相反,在QBism的框架内没有解决。结论是量子力学的基本原理在物理学中的应用是不成立的。
2020-03-24 quant-ph
Lorentz invariance violation (LIV) in some basic phenomena in quantum physics
洛伦兹对称性是广义相对论和粒子物理学的标准模型的基石之一。本文研究了原子物理学中一些基本现象对洛仑兹对称性的破坏。利用格林函数,以源电流为4,求解电磁势的4矢量微分方程,得到修正库仑势。利用修正的库仑势,我们得到了LIV对氢原子和氦原子光谱的修正。我们还研究了斯塔克,塞曼和自旋轨道效应的LIV的后果,并获得了一些上限的LIV系数。
2022-02-25 hep-ph hep-th quant-ph
Understanding Quantum Information and Computation
本文介绍了一门包含16节课的量子计算理论课程,全面涵盖量子信息基础、核心量子算法、量子信息的一般表述及量子纠错与容错计算等核心内容。
2025-07-15 quant-ph
Generators and Roots of Quantum Logic Gates
这是量子逻辑门的一些基本数学方面的阐述。首先,我们建立了任意量子门A具有唯一限制条件A^2=I时的一般公式。求出了矩阵A的生成元和根的显式形式。然后我们将一般结果应用到单量子比特和多量子比特量子门的特殊情况。证明了基本泡利门和阿达玛门的平方根的一些有趣的性质。
2005-11-28 quant-ph
Harnessing the Power of the Second Quantum Revolution
第二次量子革命建立在物理学和信息科学交叉的基础研究基础上,产生了我们现在称之为量子信息科学(QIS)的学科。对新知识和理解的追求推动了新实验工具和严格理论的发展,这为第二波量子技术(包括量子计算机、量子增强传感器和通信系统)定义了路线图。随着技术的成熟,开发和商业化短期应用程序的竞争也在加速。在当前的噪声中间尺度量子(NISQ)器件领域,继续进行基础研究的必要性是显而易见的。在什么条件下我们可以真正利用量子复杂性,它对潜在有用的应用有什么影响?这些问题在很大程度上仍然没有答案,随着QIS行业的发展,基础科学和技术之间的持续反馈至关重要。在这一观点中,我回顾了好奇心驱动的研究如何导致激进的新技术,以及为什么对基本理解的追求对进一步的进步至关重要。
2020-10-20 quant-ph
Quantum Formalism: Brief Epistemological Considerations
我们讨论了量子形式主义的概念方法。从哲学体系(柏拉图主义、唯心主义和实在主义)作为基本的本体要素(数学世界、数据世界和物质状态)出发,分析量子叠加原理。这种分析使我们能够证明,基本假设以不同的方式影响:(a)关于系统的信息和可计算性的一般问题,(b)所使用的数学工具的性质以及(c)相应的物理现实。
2006-10-26 quant-ph
The basic principles to construct a generalized state-locking pulse field and simulate efficiently the reversible and unitary halting protocol of a universal quantum computer
它已被证明(Arxiv:Quant-PH/0507236),而基于状态锁定脉冲场的可逆幺正停机协议是构造高效量子搜索过程的关键部件,而状态锁定脉冲场是产生可逆幺正停机协议的关键部件。本文对可逆幺正停止协议和广义锁态脉冲场进行了深入的理论研究。详细研究了构造锁态脉冲场和设计可逆酉停止协议的基本原理。广义锁态脉冲场一般依赖于时间和空间变量。它可以是一系列依赖于时间和空间的电磁脉冲场,也可以包含依赖于时间和空间的势场。因此,可逆的和幺正的停止协议建立了状态锁定脉冲场一般由一系列的时间和空间相关的幺正演化过程。它示出了如何构建量子控制过程,以有效地模拟可逆和单一的停机协议。提出了一种改进的基于可逆幺正停止协议的子空间约简量子程序和电路,作为进一步构造高效量子搜索过程的关键部分。提出了一个简单的原子物理系统,即双势阱中的原子离子或中性原子,来说明如何产生锁态脉冲场以及如何实现可逆的幺正停止协议。
2006-11-27 quant-ph
Analytical solutions of basic models in quantum optics
综述了近年来在原子尺度上描述物质与光相互作用的模型解析解的研究进展。这些方法采用复域线性微分方程(Fuchsian方程)的经典理论。连接概念由解析函数的巴格曼希尔伯特空间提供,它同构于$L^2(\mathbb{R})$,量子力学中单个连续自由度的标准希尔伯特空间。我详细地给出了量子拉比模型的解,并画出了它的推广,即非对称迪克模型的解。直接从相应的微分方程系统的奇异性结构的各自的光谱的特性。
2015-09-18 math-ph math.MP quant-ph
Colloquium: Understanding Quantum Weak Values: Basics and Applications
自25年前提出以来,量子弱值已逐渐从理论上的好奇心转变为实用的实验室工具。虽然它的效用在最近弱价值实验的爆炸中显而易见,但它的解释在历史上一直是一个混乱的主题。在这里,一个务实的介绍弱值方面的可测量的数量,以及如何在实验室中确定它的解释。此外,它的应用三个不同的实验技术进行审查。首先,作为一个大的相互作用参数,它可以放大技术背景噪声以上的小信号。其次,作为一个可测量的复值,它使新的技术,直接量子态和几何相位的确定。第三,作为广义可观测本征值的条件平均值,它为量子力学的非经典特征提供了一个可测量的窗口。在这个选择性的审查,一个单一的实验配置来讨论和澄清这些应用程序。
2014-04-01 physics.optics quant-ph
Transport and collective radiance in a basic quantum chiral optical model
在我们的工作中,我们研究了一维阵列的二能级系统,这是通过一个单模波导手性耦合的单激发的动力学。由于强的光学自旋锁定效应,实现了手性,在理想情况下,这给出了完美的单向激发输运。我们得到了一个简单的解析解的一个单一的激发动力学在马尔可夫极限,这直接显示了系统的宽容相对于发射器的位置波动。我们还表明,Dicke状态,这是众所周知的是超辐射,有两倍低的发射率的情况下,单向量子相互作用。通过对金属纳米线中表面等离子体激元耦合的量子发射体的数值计算,验证了该模型的正确性。所得结果是基于一个非常一般的模型,可以适用于任何手性耦合系统,这给了一个新的前景的量子输运手性纳米光子学。
2017-05-18 physics.optics quant-ph