为何量子哈密顿量引发关注?

物理学家用优雅的方程解释宇宙的运行,但某些情形至今成谜。其中一大类,便是由大量微小粒子——可以是原子、电子或任何足够小的客体——组成的集合。这些粒子以出人意料又极其复杂的方式相互作用,催生出超导(材料无能量损耗地导电)、超流(流体无摩擦流动)和拓扑序(粒子按严格“编排”相互作用)等奇异的量子现象。 理论上,理解这些行为的钥匙,是一种每个量子系统独有的“超级方程”——哈密顿量(Hamiltonian),它能完整描述系统的物理属性。遗憾的是,现实系统太过复杂,往往无法在事前把这个方程直接写出来。于是研究者转而精通“逆问题”:如果我们能测出某个系统的性质,能否反推出它的哈密顿量? 关键数据揭示了问题的难度:这一逆问题在计算上极为困难。以往任何能从测量中返回特定哈密顿量的算法,要么需要过多测量样本才有效率,要么耗时太久而失去实用性。长期以来,人们始终无法在样本量和运行时间之间找到平衡,快速、精确地“读出”一个系统的哈密顿量,被视为近......阅读全文

为何量子哈密顿量引发关注?

物理学家用优雅的方程解释宇宙的运行,但某些情形至今成谜。其中一大类,便是由大量微小粒子——可以是原子、电子或任何足够小的客体——组成的集合。这些粒子以出人意料又极其复杂的方式相互作用,催生出超导(材料无能量损耗地导电)、超流(流体无摩擦流动)和拓扑序(粒子按严格“编排”相互作用)等奇异的量子现象

新算法将物理问题转化为量子语言

原文地址:http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2023/12/515050.shtm科技日报讯 (记者刘霞)谷歌公司科学家设计出一种算法,可将复杂的物理问题转化为量子物理学的语言,这可能使量子计算机变得更有用。相关论文发表于最近的《物理评论X》杂志。 新成果

第一性原理核结构量子计算研究取得新进展

  近日,中国科学院近代物理研究所科研团队在多费米子系统第一性原理核结构的量子计算研究中取得新进展。团队构建了一套普适性量子-经典混合计算框架,可用于计算核多体系统的格林函数和谱函数。相关成果以快报(Letter)形式发表于《物理评论C(Physical Review C)》。  第一性原理哈密顿量

“量子电容”成功读取拓扑量子比特信息

由西班牙国家研究委员会马德里材料科学研究所与荷兰代尔夫特理工大学组成的国际联合研究团队,在拓扑量子计算领域取得重要进展。他们首次利用一种被称为“量子电容”的新技术,成功读取基于马约拉纳模式的拓扑量子比特中的信息,向实现更稳定的量子计算迈出关键一步。相关成果发表于最新一期《自然》杂志。量子计算的核心挑

潘建伟等团队完成量子密钥分发与后量子算法实现融合

  记者12日从中国科学技术大学获悉,该校潘建伟、张强团队与云南大学、上海交通大学及科大国盾量子公司等单位合作,完成了量子密钥分发(QKD)和后量子算法(PQC)的融合应用。该成果提供了一种新型的QKD的认证方案,为提高整个QKD网络的安全性提供了一种有效解决方案。相关成果日前发表在《NPJ 量子信

国际团队提出一种新量子算法

  一个国际研究小组近日在美国《科学进展》杂志上介绍,他们设计了一种新型量子算法,有望推动量子计算在物理、化学等多个领域的应用。  据介绍,在复杂量子系统中存在能量较小的基态,还有能量较高的激发态。过去的量子算法只能对基态问题进行有效且精确求解。针对这个问题,英国布里斯托尔大学、美国微软公司、中国中

未来密钥安全- 后量子密码算法来保护

  早在量子计算时代到来前,互联网就已经进入了后量子时代。许多人对未来量子计算机破解现代生活所依赖的密钥的能力感到担忧,因为这些密钥保护着从智能手机银行应用到在线支付的一切流程。  据《自然》报道,近日,美国国家标准与技术研究院(NIST)正式公布了其认可的能够抵抗量子计算机攻击的4项密码技术,即C

中国科学技术大学发表10篇CNS,全球学术排名表现出色

Science:中国科学技术大学在量子力学再取新突破  实现对量子系统的调控是人类认识并利用微观世界规律的必然诉求,也是诸多前沿科学领域的核心要素。自旋作为一种重要的量子调控研究体系,在世界各国的量子计划中均被列为重点研究对象。开展单自旋量子调控研究有助于人们在更深层次上认识量子物理的基础科学问题,

中国科大在单自旋量子调控研究中取得进展

  中国科学院院士、中国科学技术大学教授杜江峰领导的中科院微观磁共振重点实验室研究团队建立了在量子系统中实现基于非厄米哈密顿量的量子调控普适理论,并通过对金刚石量子比特的高精度量子操控,首次在单自旋体系中观测到宇称时间对称性破缺。该研究成果以Observation of parity-time sy

强量子互文性有助于降低量子AI算法的运行资源需求

  近日,电子科技大学基础与前沿研究院、量子物理与光量子信息教育部重点实验室与华为技术有限公司达成深度合作,依托华为自研的MindQuantum量子模拟平台,在量子人工智能(Quantum AI)方向取得重要进展。团队首次在主流量子比特架构上,定量评估了高维互文(contextual)量子态的模拟成

科学家首次在中性原子量子计算机上运行量子算法

  近日,美国威斯康星大学麦迪逊分校宣布与两家量子公司合作,首次在中性原子(核外电子等于核内质子数的原子)量子计算机上运行量子算法,将推动量子计算的实际应用。该团队是世界上第一个在可编程门模型(Gate model)冷中性原子量子计算机上,演示量子算法的团队。其中包括美国冷原子量子技术公司ColdQ

量子系统创51个量子比特新纪录

  能模拟化学反应 研究原子间相互作用  据《新科学家》杂志网站7月18日报道,美国哈佛大学研究团队在近日召开的莫斯科国际量子技术大会上宣布,他们已经制造出迄今最强量子系统,其拥有51个量子比特(Qubit),能模拟一种化学反应,研究原子间相互作用。此前,谷歌公司在4月份曾强势宣布,将在今年底打造出

超导量子器件与量子信息联合实验室成立

王曦(左)与潘建伟代表双方签署了联合实验室合作协议。双方专家在研讨会现场  10月9日,中科院上海微系统所与中国科学技术大学在上海签约,共同成立“超导量子器件与量子信息联合实验室”。上海微系统所所长、中科院超导电子学卓越创新中心(筹)主任王曦院士与中科大常务副校长、中科院量子信息与量子科技前沿卓越创

观察量子信息新方法可及时纠错量子状态

  耶鲁大学研究人员成功开发出一种新方法,既可以观察量子信息,同时还能保持其完整性,这将给量子力学研究提供更大的控制权,以纠正随机错误,并将极大地提升量子计算机的发展前景。该研究结果发表在最新一期《科学》杂志上。   耶鲁大学应用物理与物理研究教授米歇尔和主要研究者弗雷德里克说:“盯着一个理论公式

阿尔托大学量子算法秒解不可能材料难题,为量子计算铺路

量子计算机和先进量子技术依赖于特殊的量子材料,这些材料在适当条件下会表现出非凡的行为。科学家可以通过精心改变材料结构来创造全新的量子特性——一个引人注目的例子是将石墨烯薄片堆叠并扭转成莫尔图案,这可以突然将材料转变为超导体。 准晶体:超越超级计算机的难题 研究人员可以将这些层排列成更复杂的结构

光量子测试系统概述

  光量子测试系统是一种用于能源科学技术领域的计量仪器,于2014年7月17日启用。  技术指标  (1) 仪器原理:光子计数 (2) 检测波长范围:185-900nm (3) *检测极限:460 aM荧光素 (4) *信噪比:10000:1 以上 (5) *采样率:50000点/秒~1点/100秒

在单自旋体系中观测到宇称时间对称性破缺

  完结量子系统调控是人类知道和利用微观世界的重要途径,关于量子核算与量子传感至关重要。自旋作为重要的量子调控系统,如安在单自旋系统中完结非厄米哈密顿量的操控是量子调控领域中一个严重应战。   量子调控与量子信息要点专项项目负责人、中国科学技术大学杜江峰院士领衔的研讨团队面向这一应战,建立了在量子

人工量子系统中量子纠缠新途径被发现

  记者从浙江大学获悉,该校物理学系和量子信息交叉研究中心王大伟研究员同王浩华教授联合国内外多个研究团队,首次在人工量子系统中合成了反对称自旋交换作用,演示出利用手征自旋态制备量子纠缠的新方法。这项研究成果于22日发表在《自然·物理》杂志上。  “手征性是指物体和它的镜像不能重叠。好比左右手,互为镜

稀土铕可用于量子通信,开拓光量子系统

近日,科学家研究发现基于稀土铕的新材料,具有开拓光量子系统的潜力。 在量子系统中,材料与光交互的能力将提供重要作用,例如应用于远距离通信和开发光量子计算机。然而,要找到一种能够充分利用光量子特性的材料非常困难。 此次,法国国家科学研究中心、

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近日,科学家研究发现基于稀土铕的新材料,具有开拓光量子系统的潜力。 在量子系统中,材料与光交互的能力将提供重要作用,例如应用于远距离通信和开发光量子计算机。然而,要找到一种能够充分利用光量子特性的材料非常困难。 此次,法国国家科学研究中心、

抗量子系统为高通量信息加保密“钢管”

  “昨天成功发射的实践十三号卫星,是通过无线信号支持多用户、大容量信息的上传和下载,但其传递的数据、文件等都需安全加密。我们研发的抗量子无线电保密通信系统就像是用玻璃钢管把‘信息高速路’封闭起来,保证信息的绝对安全。”在13日举行的首届军民融合发展论坛上,金泰众和科技公司总经理马永青在接受科技日报

量子调控与量子信息重点专项立项和经费拨付完成

   按照《国务院关于深化中央财政科技计划(专项、基金等)管理改革方案》(国发[2014]64号)文件的精神,为加强量子调控与量子信息方面的研究,保持在量子研究领域的国际领先地位,我国在2016年设立了量子调控与量子信息重点专项。该专项总体目标是瞄准我国未来信息技术和社会发展的重大需求,围绕经济与社

科技日报:“量子调控与量子信息”重点专项指南解读

  量子调控与量子信息研究是当代物质科学与信息技术等领域的前沿,是在认识量子现象和规律的基础上,通过开发新材料、构筑新结构、发现新物态以及改变外场条件等手段对量子现象和规律实现调控和开发应用,突破经典调控的极限,建立全新的量子调控与量子信息技术,开发实用化的全量子器件,为构建未来信息技术奠定理论、技

中国科大实现零容量量子信道中量子信息双向传输

  近日,中国科学技术大学郭光灿院士领导的中科院量子信息重点实验室在量子信道的研究中取得重要进展,该实验室李传锋、许金时研究组与其合作者深入研究噪声信道量子容量的激活问题,在实验上首次实现了零容量量子信道中量子信息的双向传输。研究成果发表在《科学·进展》杂志上。   该成果演示了一种在噪声信道中传输

量子调控与量子信息重点专项等项目启动会在京召开

  为保障项目按照任务书的内容有序开展,由中科院物理研究所承担的量子调控与量子信息重点专项项目“综合极端条件下的新型关联电子材料及量子态调控”和青年科学家项目“异核简并气体的杂质物理和新奇量子物态”,于2018年8月9日在北京召开项目启动会。会议由专项总体专家组项目责任专家主持,来自中科院物理所、中

中科院量子信息与量子科技前沿卓越中心挂牌

7月30日,中国科学院量子信息与量子科技前沿卓越中心(上海)正式挂牌,中科院院长白春礼为中心揭牌。当天,中科院与阿里巴巴集团签署了共同推动量子信息技术研发及应用的战略合作协议,联合成立“中国科学院—阿里巴巴量子计算实验室”,共同开展在量子信息科学领域的前瞻性研究,研制量子计算机;中国

中国科大实现零容量量子信道的量子信息有效传输

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中国科大在量子模拟器研究方面获进展-开拓新研究方向

   中国科大郭光灿院士领导的中科院量子信息重点实验室在量子模拟器研究中取得重要进展,该实验室李传锋教授研究组研制出非局域量子模拟器并模拟宇称-时间(Parity-time, PT)世界中的超光速现象。该成果首次展示了非局域性在量子模拟中的重要作用,为量子模拟器的发展开拓了新的研究方向。研究成果发表

我国科学家首次实现快速到达量子加速算法

  上海交通大学金贤敏团队提出首个基于光子集成芯片的物理系统可扩展的专用光量子计算方案,首次在实验中实现了“快速到达”问题的量子加速算法。研究人员在飞秒激光直写制备的三维光量子集成芯片中成功构建了大规模六方黏合树并演示了量子快速到达算法内核,相比经典情形展示了平方级加速。研究成果近日发表于《自然—光