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An Introduction to the Foundations and Interpretations of Quantum Mechanics

Dieser Artikel bietet einen umfassenden Überblick über die konzeptionellen Grundlagen und Interpretationen der Quantenmechanik, indem er von den mathematischen Postulaten und der Kopenhagener Deutung über die Herausforderungen von Lokalität und Realismus bis hin zu modernen Ansätzen wie der Dekohärenz, der Viele-Welten-Theorie und objektiven Kollapsmodellen die zentralen Fragen zur Natur der physikalischen Realität beleuchtet.

Theodore McKeever, Ahsan Nazir2026-03-11⚛️ quant-ph

Quantum-preserving telecom conversion of atomic biphotons

In dieser Arbeit wird die effiziente und quantenerhaltende Frequenzkonversion von atomaren Biphoten in den Telekommunikationsbereich mittels eines diamantförmigen atomaren Ensembles demonstriert, wodurch eine praktische Schnittstelle für verteilte Quantenkommunikation über Glasfasernetze geschaffen wird.

Ling-Chun Chen, Chang-Wei Lin, Jiun-Shiuan Shiu, Wei-Lin Chen, Yi-Che Wang, Yong-Fan Chen2026-03-11⚛️ quant-ph

Disorder-Assisted Adiabaticity in Correlated Many-Particle Systems

Die Studie zeigt, dass sowohl längere Pulszeiten als auch eine stärkere Unordnung die Energieänderung und Temperaturerhöhung in korrelierten Vielteilchensystemen während einer Wechselwirkungsmodulation systematisch unterdrücken, wobei dreieckige Pulse die adiabatischste Antwort liefern.

Shang-Jie Liou, Herbert F. Fotso2026-03-11⚛️ quant-ph

Self-consistent mean-field quantum approximate optimization

Die vorgestellte Arbeit führt einen selbstkonsistenten Mean-Field-Quantenoptimierungsalgorithmus ein, der komplexe Ising-Probleme durch die Zerlegung in unabhängige Teilprobleme unter Berücksichtigung einer variationalen Umgebung löst und so Hardware-Beschränkungen aktueller Quantencomputer umgeht.

Maxime Dupont, Bhuvanesh Sundar, Meenambika Gowrishankar2026-03-11⚛️ quant-ph

Velocity Verlet-based optimization for variational quantum eigensolvers

Die Autoren stellen einen auf dem Velocity-Verlet-Algorithmus basierenden Optimierer für den Variational Quantum Eigensolver vor, der durch die Einführung eines Trägheitsterms die Suche im Energielandschaftsraum verbessert und bei Molekülen wie H₂ und LiH eine höhere Genauigkeit mit weniger Quantenschaltkreis-Auswertungen als herkömmliche Optimierer erreicht.

Rinka Miura2026-03-11⚛️ quant-ph

Crosstalk in Multi-Qubit Fluxonium Architectures with Transmon Couplers

Diese Arbeit untersucht die Skalierbarkeit von Fluxonium-Architekturen mit Transmon-Kopplern und zeigt, dass durch reduzierte Kopplungsstärke und dynamisches Abschalten ungenutzter Transmons die durch Zuschauer-Qubits verursachte Übersprechfehler unter $10^{-4}$ gesenkt werden können, was die Gate-Genauigkeit über 90 % hebt.

Martijn F. S. Zwanenburg, Christian Kraglund Andersen2026-03-11⚛️ quant-ph

Optimal Universal Bounds for Quantum Divergences

Die Arbeit identifiziert ein universelles Strukturprinzip für das Glätten klassischer Divergenzen, wonach der Optimierer ein geklammertes Wahrscheinlichkeitsvektor ist, und leitet daraus daraus optimale, universelle Schranken für glatte Quantendivergenzen beliebiger Ordnung ab, die den Hypothesentest-Divergenzen einschließen und alle bisherigen suboptimalen Schranken verbessern.

Gilad Gour2026-03-11⚛️ quant-ph

Has quantum advantage been achieved?

Der Autor des Artikels arXiv:2603.09901v1 argumentiert, dass der Nachweis eines quantenmechanischen Vorteils trotz fehlender allgemeiner Konsens bereits 2019 erbracht wurde, und skizziert anschließend weitere Schritte für Theorie und Experimente auf diesem Gebiet.

Dominik Hangleiter2026-03-11⚛️ quant-ph

Hysteretic squashed entanglement in many-body quantum systems

In dieser Arbeit wird die hysteretische squashed Entanglement $T_{sq}$ als ein neues, robustes Maß zur Quantifizierung echter Quantenkorrelationen in gemischten Vielteilchenzuständen eingeführt, das sich insbesondere zur Detektion topologischer Ordnung und kritischer Phänomene in Modellen wie dem transverse-field Ising-Modell eignet.

Siddhartha Das, Alexander Yosifov, Jinzhao Sun2026-03-11⚛️ quant-ph

Quantum control of the environment in open quantum systems enables rapid qubit reset

Die Studie zeigt, dass durch die gezielte Steuerung der System-Umgebung-Kopplung in offenen Quantensystemen Polaron-Zustände rückgängig gemacht werden können, was eine extrem schnelle und hochpräzise Qubit-Reset-Funktion ermöglicht.

Carlos Ortega-Taberner, Eoin O'Neill, Paul Eastham2026-03-11⚛️ quant-ph

Qubit reset beyond the Born-Markov approximation: optimal driving to overcome polaron formation

Diese Studie zeigt, dass durch numerisch optimierte zeitabhängige Treiber in einem Spin-Boson-Modell die durch Polaronenbildung begrenzte Reset-Fidelität von Qubits jenseits der Born-Markov-Näherung überwunden werden kann.

Carlos Ortega-Taberner, Eoin O'Neill, Paul Eastham2026-03-11⚛️ quant-ph

A complete classification of 2d symmetry protected states with symmetric entanglers

Die Autoren beweisen, dass die Klassifizierung von zweidimensionalen, symmetriegeschützten topologischen Quantenzuständen durch die Kohomologiegruppe $H^3(G,U(1))$ vollständig ist, sofern diese Zustände durch einen symmetrischen Entangler aus einem Produktzustand hervorgehen.

Alex Bols, Wojciech De Roeck, Michiel De Wilde, Bruno de O. Carvalho2026-03-11⚛️ quant-ph

The deterministic dynamics of a single-particle quantum ensemble is equivalent to the stochastic one due to the indistinguishability of quantum particles

Die Arbeit zeigt, dass die unitäre deterministische Dynamik eines Ein-Teilchen-Quantenensembles aufgrund der Ununterscheidbarkeit der Teilchen äquivalent zu einem stochastischen Prozess ist, indem sie die Wellenfunktion als Beschreibung von Kollisionen zweier klassischer Brownscher Teilchen interpretiert, deren Geschwindigkeiten den Nelsonschen Geschwindigkeitsfeldern entsprechen.

N. L. Chuprikov2026-03-10⚛️ quant-ph

Limitations on quantum key repeaters for all key correlated states

Diese Arbeit stellt eine neue, allgemeinere Obergrenze für die Schlüsselrate von Quanten-Key-Repeatern vor, die für eine breite Klasse von Schlüsselkorrelationszuständen gilt und dabei das NP-schwere Separierbarkeitsproblem umgeht, indem sie die relative Entropiedistanz zu entanglierten Zuständen nutzt.

Leonard Sikorski, Karol Horodecki, Łukasz Pawela2026-03-10⚛️ quant-ph

Geometric Floquet Condition for Quantum Adiabaticity

Die Arbeit leitet eine strenge, rein geometrische und stroboskopische hinreichende Bedingung für die Quantenadiabazität in periodisch getriebenen Systemen her, die ausschließlich auf Ein-Zyklus-Informationen wie der Fubini-Study-Länge und einer Quasienergie-Trennung basiert und somit für beliebig viele Antriebsperioden gültig ist.

Jie Gu, X. -G. Zhang2026-03-10⚛️ quant-ph

Coupling Enhancement and Symmetrization in Dissipative Optomechanical Systems

Die Studie stellt ein theoretisches Modell vor, das durch einen Zwei-Laser-Antrieb und eine verstärkte Kreuz-Kerr-Nichtlinearität die optomechanische Kopplung in dissipativen Systemen symmetrisiert und in den Bereich der wenigen Photonen sowie den der ultras starken Kopplung erweitert.

Cheng Shang, H. Z. Shen2026-03-10⚛️ quant-ph

NASA's Cold Atom Laboratory: Five Years of Quantum Science Operations in Space

Der Artikel bietet einen Überblick über das Design, den Betrieb und die wissenschaftlichen Beiträge des NASA-Cold-Atom-Laboratoriums (CAL) auf der Internationalen Raumstation, das seit seinem Start im Mai 2018 als weltweit erste multi-user Quantenwissenschaftseinrichtung im Weltraum Bose-Einstein-Kondensate erzeugt und durch aktuelle Upgrades sowie Lessons Learned für zukünftige Missionen erweitert wird.

Kamal Oudrhiri, James M. Kohel, Nate Harvey, James R. Kellogg, David C. Aveline, Roy L. Butler, Javier Bosch-Lluis, John L. Callas, Leo Y. Cheng, Arvid P. Croonquist, Walker L. Dula, Ethan R. Elliott, Jose E. Fernandez, Jorge Gonzales, Raymond J. Higuera, Shahram Javidnia, Sandy M. Kwan, Norman E. Lay, Dennis K. Lee, Irena Li, Gregory J. Miles, Michael T. Pauken, Kelly L. Perry, Leah E. Phillips, Sarah K. Rees, Matteo S. Sbroscia, Christian Schneider, Robert F. Shotwell, Gregory Y. Shin, Cao V. Tran, Michel E. William, Oscar Yang, Nan Yu, Robert J Thompson, Jason R. Williams, Diane C. Malarik, DeVon W. Griffin, Bradley M. Carpenter, Michael P. Robinson, Kirt Costello2026-03-10⚛️ quant-ph

SUPER and femtosecond spin-conserving coherent excitation of a tin-vacancy color center in diamond

Diese Arbeit demonstriert die kohärente Kontrolle von optischen Übergängen und die Implementierung von Femtosekunden-Quantengattern an Zinn-Fehlstellen-Zentren in Diamant mittels des SUPER-Schemas, was neue Möglichkeiten für Spin-Photonen-Schnittstellen und Spin-Spin-Verschränkung eröffnet.

Cem Güney Torun, Mustafa Gökçe, Thomas K. Bracht, Mariano Isaza Monsalve, Sarah Benbouabdellah, Özgün Ozan Nacitarhan, Marco E. Stucki, Domenica Bermeo Alvaro, Matthew L. Markham, Tommaso Pregnolato, Joseph H. D. Munns, Gregor Pieplow, Doris E. Reiter, Tim Schröder2026-03-10⚛️ quant-ph

Quantum Automating $\mathbf{TC}^0$ -Frege Is LWE-Hard

Unter der Annahme der Sicherheit des Learning-with-Errors-Verfahrens beweisen die Autoren, dass kein Quantenalgorithmus den $\mathbf{TC}^0$ -Frege-Beweiskalkül effizient automatisieren kann, was die ersten Härteergebnisse gegen eine effiziente Beweissuche durch Quantenalgorithmen darstellt.

Noel Arteche, Gaia Carenini, Matthew Gray2026-03-10⚛️ quant-ph

Multiplexed quantum state transfer in waveguides

Die Studie zeigt, dass durch Wellenleiter-basierte Quantennetzwerke mit Frequenzmultiplexing und optimierten Wellenpaket-Protokollen die gleichzeitige Übertragung dutzender Photonen mit für fehlertolerantes Quantencomputing ausreichender globaler Fidelität realisiert werden kann, sofern die Ein-Photonen-Fidelitätsbedingungen erfüllt sind.

Guillermo F. Peñas, Ricardo Puebla, Juan José García-Ripoll2026-03-10⚛️ quant-ph

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