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水和量子磁铁共享关键物理

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水和量子磁铁共享关键物理

洛桑联邦理工学院信用:CC0公共领域在物理学中,事物以相的形式存在,如固态、液态和气态当某物从一个相进入另一个相时,我们就谈到了相变——就像水沸腾成蒸汽,从液体变成气体在我们的厨房里,水在100摄氏度时沸腾,其密度会发生剧烈变化,从液体变成气体会出现不连续的跳跃然而,如果我们提高压力,水的沸点也会升高,直到压力达到221个大气压,水在374摄氏度沸腾这里,奇怪的事情发生了:液体和气体融合成一个单一的阶段在这个“临界点”之上,根本就不再有相变,因此通过控制它的压力,水可以从液体变成气体,而不会越过一个临界点类水相变有量子版本吗?“量子磁性和自旋电子学的当前方向需要高度自旋各向异性的相互作用来产生拓扑相和受保护的量子位的物理,但是这些相互作用也有利于不连续的量子相变,”EPF

量子计算之路是由量子比特铺成的

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量子计算之路是由量子比特铺成的

作者:Dr康斯坦茨大学于尔根·格拉夫新自旋量子位的示意图,由四个电子(红色)和它们在周围半导体结构中的自旋(蓝色)组成(灰色)量子计算机的竞赛最有可能在量子位(量子位)——量子计算机的最小信息单位——决定将几个量子位耦合到一个计算系统中是目前量子计算机发展中最大的挑战之一一个关键问题是哪种物理系统和哪种材料最适合量子位基于超导体的量子位的发展已经取得了最大的进步——但是越来越多的迹象表明,硅半导体技术可能是一种在芯片生产中具有决定性优势的新兴替代技术经典位是我们当前计算机中最小的数据存储单元它可以恰好取两个值:1和0——或者换句话说:电流要么流动(“1”),要么不流动(“0”)另一方面,量子位并不局限于这两种状态:它可以同时假设一个中间状态为1和0,称为“叠加”“只有在测

新的高效量子算法超越量子相位估计范数

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新的高效量子算法超越量子相位估计范数

大阪城市大学新的量子电路与我们之前的一个的比较量子计算机最近受到了很多关注,因为它们被期望解决普通计算机能力之外的某些问题这些问题的主要原因是确定原子和分子的电子状态,以便它们可以更有效地用于各种行业——从锂离子电池设计到药物开发的电子技术科学家解决这个问题的一个常见方法是计算一个分子或原子的单个状态的总能量,然后确定这些状态之间的能量差异在自然界中,许多分子的大小和复杂性都在增长,计算这种恒定通量的成本超出了任何传统计算机或当前建立的量子算法的能力因此,理论上对总能量的预测只有在分子不太大并且与自然环境隔绝的情况下才有可能大阪城市大学科学研究生院的菅义伟和TakejiTakui说:“为了让量子计算机成为现实,它的算法必须足够强大,能够准确预测原子和分子的电子状态,因为它

英特尔用于量子研究的低温探针不同于任何其他工具

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英特尔用于量子研究的低温探针不同于任何其他工具

英特尔英特尔研究工程师奥托·兹茨(OttoZietz)站在俄勒冈州希尔斯博罗市英特尔琼斯农场园区的量子低温探针旁边该工具可以将一个300毫米的硅晶片冷却到几乎绝对零度,这个温度对于量子计算研究来说足够低了凭借其处理大晶片的能力,英特尔的低温探针是世界上唯一的同类工具信用:瓦尔登基尔希/英特尔公司在充满异国情调的高科技工具的世界里——它们可以像校车一样大,花费数百万美元——一个位于英特尔俄勒冈州朗勒英亩校园的实验室是真正独一无二的这叫做量子冷冻探针地球上没有任何工具能做到它所做的低温探针可以将一个300毫米的硅片浸入17开尔文——仅比绝对零度高一点英特尔的低温探针在该公司正在进行的量子计算研究中至关重要量子计算的前景是解决当今最强大的超级计算机无法解决的极其复杂的问题在本

研究人员增强量子机器学习算法

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研究人员增强量子机器学习算法

佛罗里达州立大学比尔·韦洛克限制性玻尔兹曼机(RBM)二部图的图示,其中viviv_i是可见节点,hjhjh_j是隐藏节点,wijwijw_{ij}是连接隐藏和可见节点的权重佛罗里达州立大学教授的研究可以帮助量子计算实现其作为强大计算工具的承诺威廉·奥茨,康明斯公司FAMU-FSU工程学院机械工程系系主任、机械工程教授和博士后研究员徐光磊发现了一种自动推断用于机器学习应用的重要量子玻尔兹曼机器算法中的参数的方法他们的发现发表在《科学报告》上这项工作有助于建立人工神经网络,用于训练计算机解决复杂、相互关联的问题,如图像识别、药物发现和新材料的创造奥茨说:“人们相信,随着量子计算的上线和计算能力的提高,它可以为你提供一些新的工具,但是弄清楚如何对它进行编程以及如何在某些应用中应用它

用于安全通信的智能量子技术

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用于安全通信的智能量子技术

路易斯安那州立大学信用:CC0公共领域路易斯安那州立大学的研究人员引入了一种智能量子技术,用于单光子的空间模式校正在2021年3月的《高级量子技术》杂志封面上的一篇论文中,作者利用人工神经网络的自学习和自进化特性来校正单个光子扭曲的空间轮廓作者,博士D候选人:纳拉扬·布萨尔,博士后研究员·尤,研究生洪明远,本科生约书亚·法布尔,助理教授奥马尔·S路易斯安那大学的马加尼亚-洛艾扎——与合作者桑佳亚·洛哈尼、艾琳·姆克努特森和瑞安·T杜兰大学的格拉斯尔和青岛科技大学的赵鹏程报道了人工智能在单光子水平上修正空间模式的潜力“随机相位失真是在各种量子技术中使用空间光模式的最大挑战之一,如量子通信、量子密码学和量子传感,”布萨尔说“在这篇论文中,我们使用人工神经元在单光子水平上校正扭

Xanadu宣布可编程光子量子芯片能够执行多种算法

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Xanadu宣布可编程光子量子芯片能够执行多种算法

作者:鲍勃·伊尔卡,物理(同organic)有机仪器概述说明光子硬件功能的等效量子电路图用压缩参数rk压缩和纠缠(通过固定的双模酉变换U(2),相当于50/50分束器,其相对输入相位设置为在输出端产生双模压缩)多达八个被初始化为真空的模,以形成双模压缩真空态可编程四模式旋转门(SU(4)变换,由标记为U4的大方框表示)被应用于每个四模式子空间所有八种模式都是在福克基础上通过测量单独读出的显示光纤输入和输出的芯片渲染(基于实际设备的显微照片),以及用于相干泵浦功率分配、压缩、泵浦滤波和可编程线性光学变换的片上模块整套设备和控制系统示意图实心(虚线)黑线表示数字(模拟)电子信号;蓝线表示光信号数模转换器;DAQ,数据采集;PNR,光子数解析整个系统的照片(光子数解析探测器硬件除外)

光合复合体利用量子相干来提高效率吗?

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光合复合体利用量子相干来提高效率吗?

作者:ThamaraseeJeewandara,Phys(同organic)有机效率驱动的进化和环境辅助的量子输运机制(一)光合复合体向当前几何形态进化过程的示意图,效率是进化的驱动力随着进化的进行,光合复合体的结构向目前的结构进化[在这个例子中是芬纳-马修斯-奥尔森(FMO)复合体],同时提高效率这是否确实是光合复合体的进化途径,如果是,量子相干性是否是效率提高的一部分是量子生物学领域的一个中心问题(二)六个位点的均匀链显示的群体均匀化机制的示意图(蓝线表示链中的位点;黄色箭头表示第一个位点的激发和第五个位点的提取)这些位置的密度用蓝色条表示量子态、ENAQT态和经典态,以及电流对相移曲线的示意图学分:科学进步,doi:101126/sciadvabc4631在《科

新量子理论为热力学研究升温

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新量子理论为热力学研究升温

诺丁汉大学基于混合两种量子气体的理论图解学分:贝丝·莫里斯,诺丁汉大学数学博士研究人员开发了一种新的量子版本,这是一种已有150年历史的热力学思想实验,可以为量子热机的发展铺平道路诺丁汉大学的数学家们将新的量子理论应用于吉布斯佯谬,并证明了经典热力学和量子热力学在信息和控制方面的根本区别他们的研究发表在今天的《自然通讯》上经典的吉布斯佯谬为早期热力学的发展带来了至关重要的见解,并强调需要考虑实验者对系统的控制程度研究小组开发了一种基于混合两种量子气体的理论——例如,一种红色和一种蓝色,否则是相同的——它们开始是分离的,然后在一个盒子里混合总的来说,系统变得更加统一,这是通过熵的增加来量化的如果观察者戴上紫色眼镜,重复这个过程;气体看起来是一样的,所以看起来好像没有什么变化

“鸡蛋盒”量子点阵列可能导致超低功耗器件

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“鸡蛋盒”量子点阵列可能导致超低功耗器件

密歇根大学信用:Unsplash/CC0公共领域由密歇根大学领导的一个国际研究小组发现了一种利用单光子发送和接收信息的新途径他们的实验展示了利用一种被称为非线性的效应来修改和检测极其微弱的光信号的可能性,利用量子系统的明显变化来推进下一代计算今天,随着基于硅电子的信息技术越来越多地受到加热和能量消耗的限制,非线性光学作为一种潜在的解决方案正在被深入研究量子蛋盒捕捉并释放光子,在拥有额外能量的同时支持“受激”量子态随着系统中能量的增加,需要更大的能量跳跃才能到达下一个激发态——这就是非线性“研究人员想知道,在极低的功率水平下——低至单个光子——是否能维持可检测的非线性效应这将把我们带到信息处理功耗的基本下限,”物理学教授、《自然》杂志论文的资深作者邓辉说“我们展示了一种新型

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