Fundamental limits for thermodynamic control with quantum feedback
该论文基于两个基本操作原理,推导了任意量子系统在量子反馈控制下的单发功形成与提取的紧确界限,这些界限由推广的信息量度表达,并在渐近极限下导出了包含条件亥姆霍兹自由能的广义热力学第二定律,同时为单发条件熵的负值赋予了精确的热力学意义。
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该论文基于两个基本操作原理,推导了任意量子系统在量子反馈控制下的单发功形成与提取的紧确界限,这些界限由推广的信息量度表达,并在渐近极限下导出了包含条件亥姆霍兹自由能的广义热力学第二定律,同时为单发条件熵的负值赋予了精确的热力学意义。
本文着手建立图上的多粒子散射理论,并初步展示了如何利用该理论构建具有不同特性的多粒子“ gadgets",以支持通用量子计算。
该论文提出了一种基于图神经网络(GNN)的框架,通过利用电路的图结构特征及噪声信息,实现了对含噪与无噪条件下量子电路输出期望值的高精度预测,并发现直接比较方案在评估参数化量子电路性能差异方面比间接预测方案显著提升了 36.2% 的准确率。
该研究利用时间分辨红外 - 真空紫外双共振光谱技术,在室温下首次实验观测到 CO-H碰撞中旋转能量转移的量子干涉现象,其结果与高精度量子计算高度吻合,为验证势能面各向异性及模拟温暖天体环境中的 CO 发射提供了重要基准。
本文提出了一种无需额外开销的层状 KIK 量子误差缓解方法,通过局部噪声放大克服了传统全局放大方案与动态电路及中途测量不兼容的局限,并实现了与量子纠错的协同以有效抑制泄漏和关联噪声等残余误差。
该研究利用多能级 transmon 量子比特探测强驱动下的激发态动力学,量化了电离临界光子数及布居转移,并通过脉冲整形证实了 transmon 电离属于 Landau-Zener 型跃迁,其实验结果与半经典驱动模型高度吻合。
该论文研究了数字 - 模拟量子计算中哈密顿量表征误差对协议稳定性的影响,通过推导目标与实现哈密顿量之间偏差的上界及可观测量期望值的误差界限,并提出了一种类似动态解耦的误差缓解协议,从而为扩展该系统规模提供了理论依据。
该论文利用离散事件量子网络模拟器对 BBM92 协议进行了真实模拟,证明其在匹配实验数据(优于解析理论)和预测尚无实验验证的量子中继场景方面,能够弥补单纯实验或理论模型的不足。
该论文介绍了一种用于超导电子器件的低温宽场氮 - 空位(NV)金刚石磁显微镜,该技术能够实现对磁通捕获的快速、微米级成像,并通过测量铌薄膜及图案化条带中的涡旋排出场,揭示了条带宽度在 10 至 20 微米间的行为转变及其与薄膜缺陷的关联,从而为可扩展超导电子学的磁通抑制策略提供了新见解。
本文研究了稀疏 Sachdev-Ye-Kitaev (SYK) 模型的基态优化问题,证明了当稀疏度参数 时,经典高斯态算法与高效量子算法在寻找近似基态能量方面存在可证明的复杂度分离,从而确立了该模型在稀疏化条件下的量子优势鲁棒性。
该论文通过揭示光场模式间的纠缠如何被提炼为光子物理可观测量(即波函数自由度)之间的真实纠缠,为理解光子与特征场模式纠缠的等价性这一关键问题提供了新的物理见解,并强调了测量语境在区分量子子系统选择与观测轴决策中的重要性,从而为利用不可分场模式中的纠缠光子设计新型量子信息协议奠定了基础。
本文提出了一种名为 sVQNHE 的神经引导变分量子算法,通过解耦振幅与符号的学习并构建混合架构,显著降低了测量成本与优化步数,有效解决了变分量子算法中的符号结构难题,并在多体物理模型及组合优化问题上展现出卓越的精度与效率。
该论文提出了一种高斯态分布方案,揭示了连续变量量子网络中存在一种具有混合阶相变特征的“负性渗透”新机制,表明其属于与离散变量系统截然不同的新普适类,并指出了该机制在临界阈值附近对反馈稳定性的内在挑战。
该论文提出了一种基于量子点系统的非侵入式非绝热量子麦克斯韦妖方案,利用未详细电荷探测器和朗道 - 齐纳 - 施特克尔伯格 - 马约拉纳驱动实现无功耗反馈控制,从而在局部违反热力学第二定律的同时达成发电与制冷,并发现非绝热区域具有最优性能。
该论文提出利用量子态对称性作为识别最优测量策略的通用原则,不仅证明了参数编码于实系数时基矢投影即为最优测量,还通过图态的局部对称性构建了实现海森堡极限精度的局部测量方案,并进一步将此类态扩展至稳定子码子空间,实现了兼具高精度、部分抗噪性及内建纠错能力的量子计量新范式。
本文通过数值模拟研究了具有幂律非线性项的半线性克莱因 - 戈登方程,提出了一套针对数值解稳定性与收敛性的定量评估方法,并通过改变初始值振幅和质量参数确定了各方法的适用阈值。
本文提出了一种基于 Rényi 熵的增强型后量子密钥协商协议,通过熵放大技术和分布式多项式承诺等创新机制,在不依赖计算困难性假设的前提下,实现了可证明的、具有 128 位量子安全性的信息论安全。
该研究利用张量网络方法在二维量子伊辛模型中模拟了波包散射过程,揭示了从弹性散射到非微扰区域的多种散射机制,并发现高能散射碰撞可诱导亚稳态假真空发生剧烈衰变及真真空气泡的扩散。
该论文通过微观推导建立了双组分玻色子(玻色子量子比特)在局域退相干噪声下隧穿的时域主方程,揭示了其非马尔可夫特性,并发现隧穿与浴频率间的共振条件可驱动系统形成稳定纠缠态,从而阐明了一种噪声诱导的稳态纠缠机制。
该论文系统研究了分布式量子态纯化任务,证明了在去极化噪声下无法通过局域操作和经典通信(LOCC)对特定集合中的所有状态进行通用纯化,但针对任意给定单态总能实现纯化,并提出了基于优化的通用协议设计算法。