.Quantum Breakthrough: New Method Protects Information From Decoherence and Leaks
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.Quantum Breakthrough: New Method Protects Information From Decoherence and Leaks
양자 혁신: 결맞음 및 누출로부터 정보를 보호하는 새로운 방법
주제:알토 대학양자 컴퓨팅양자 역학칭화대학교 By 알토 대학교 2023년 4월 15일 개방형 양자 시스템 및 비 에르미트 토폴로지의 그림 개방형 양자 시스템 및 비 에르미트 토폴로지의 그림. 출처: Jose Lado, Aalto University.
양자 시스템의 동작을 예측하기 위한 새로운 접근 방식은 양자 기술의 실제 응용 프로그램에 중요한 도구를 제공합니다. 과학자들은 환경과 결합된 다체 양자 시스템의 행동을 예측하는 방법을 발견했습니다. 이러한 발전은 양자 장치에서 양자 데이터를 보호하는 데 필수적이며 양자 기술의 실제 적용을 위한 길을 닦습니다. Physical Review Letters 에 발표된 논문에서 핀란드 Aalto University 와 중국 IAS Tsinghua University 의 연구원 팀은 외부 환경에 연결될 때 입자 그룹과 같은 양자 시스템의 동작을 예측하기 위한 새로운 접근 방식을 공개했습니다.
-일반적으로 양자 컴퓨터와 같은 시스템을 해당 환경에 연결하면 결맞음 및 정보 유출이 발생하여 시스템 내의 데이터가 손상됩니다. 그러나 연구원들은 이 문제를 유익한 솔루션으로 전환하는 기술을 고안했습니다. 이 연구는 Aalto 박사 연구원인 Guangze Chen이 Jose Lado 교수의 감독하에 IAS Tsinghua의 Fei Song과 공동으로 수행했습니다. 그들의 접근 방식은 양자 다체 물리학과 비 에르미트 양자 물리학이라는 두 영역의 기술을 결합합니다.
-결 어긋남 및 누출로부터 보호 양자 시스템에서 가장 흥미롭고 강력한 현상 중 하나는 다체 양자 상관 관계입니다. 양자 컴퓨터 및 양자 센서의 주요 구성 요소의 이국적인 속성을 뒷받침하기 때문에 이를 이해하고 동작을 예측하는 것이 중요합니다. 물질이 환경과 분리되어 있을 때 양자 상관관계를 예측하는 데 많은 진전이 있었지만, 물질이 환경과 결합될 때 그렇게 하는 것은 지금까지 과학자들을 피했습니다. 새로운 연구에서 팀은 양자 장치를 외부 시스템에 연결하는 것이 적절한 상황에서 강점이 될 수 있음을 보여주었습니다.
양자 장치가 소위 비-에르미트 토폴로지의 호스트인 경우 환경에 개방되어 있다는 바로 그 사실에서 복원력이 발생하는 견고하게 보호된 양자 여기로 이어집니다. 이러한 종류의 개방형 양자 시스템은 외부 결합을 활용하여 결맞음 및 누출로부터 정보를 보호하는 양자 기술에 대한 파괴적인 새로운 전략으로 이어질 수 있습니다. 이상적인 조건에서 실제 세계로 이 연구는 양자 입자가 환경에 결합될 때 양자 입자 간의 상관 관계를 계산하는 새로운 이론적 방법을 확립합니다. “우리가 개발한 방법을 통해 소산과 양자 다체 상호 작용을 동시에 나타내는 상관 양자 문제를 해결할 수 있습니다.
-개념 증명으로 우리는 토폴로지 여기를 특징으로 하는 24개의 상호 작용 큐비트가 있는 시스템에 대한 방법론을 시연했습니다.”라고 Chen은 말합니다. Lado 교수는 그들의 접근 방식이 양자 연구를 이상적인 조건에서 실제 애플리케이션으로 옮기는 데 도움이 될 것이라고 설명합니다. “상관된 양자 물질의 거동을 예측하는 것은 양자 물질 및 장치의 이론적 설계에 중요한 문제 중 하나입니다. 그러나 이 문제의 어려움은 양자 시스템이 외부 환경과 결합되는 현실적인 상황을 고려할 때 훨씬 더 커진다. 우리의 결과는 양자 기술의 현실적인 조건에서 양자 재료와 장치를 모두 이해하고 예측하기 위한 방법론을 제공하여 이 문제를 해결하는 단계를 나타냅니다.”라고 그는 말합니다.
참조: Guangze Chen, Fei Song 및 Jose L. Lado의 "일반화된 커널 다항식 알고리즘을 사용한 비 에르미트 스핀 체인의 토폴로지 스핀 여기", 2023년 3월 7일, Physical Review Letters . DOI: 10.1103/PhysRevLett.130.100401
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메모 2304240506 나의 사고실험 oms스토리텔링
매듭과 링크는 네트워크에서 중요한 개념이다. 이를 개념증명하여 시도를 나의 샘플링에서 다양하게 시도할 수 있다. oms, qoms들은 개별적인 밴드이고 우주는 늘 그러한 연결들을 매듭지어 큰 system이 되기 때문이다. 허허.
sys.oms.vix.N의 N의 입력값이 숫자a인지 기호b인지에 따라 숫자 또는 정확한 기호 결과를 반환한다. sys.qoms.vix.N에서의 N의 매듭값 역시 숫자인지 기호인지 출력값(aa,ab,ba,bb)에 다른 조합이 나타난다.
-Typically connecting a system such as a quantum computer to its environment causes coherence and information leakage, corrupting the data within the system. However, researchers have devised a technique that turns this problem into a beneficial solution. The study was conducted by Aalto PhD researcher Guangze Chen in collaboration with Fei Song from IAS Tsinghua under the supervision of Prof. Jose Lado. Their approach combines techniques from two realms: quantum many-body physics and non-Hermitian quantum physics.
-Protection against decoherence and leakage One of the most interesting and powerful phenomena in quantum systems is the many-body quantum correlation. Underpinning the exotic properties of key components of quantum computers and quantum sensors, it is important to understand them and predict their behavior. Much progress has been made in predicting quantum correlations when matter is separated from its environment, but doing so when matter is combined with its environment has so far eluded scientists. In a new study, the team has shown that connecting quantum devices to external systems can be a strength in the right circumstances.
-As a proof-of-concept, we demonstrated the methodology for a system with 24 interacting qubits featuring topological excitations,” says Chen. Professor Lado explains that their approach will help move quantum research from ideal conditions to real-world applications. “Predicting the behavior of correlated quantum materials is one of the key problems for the theoretical design of quantum materials and devices. However, the difficulty of this problem becomes even greater when considering the realistic situation in which a quantum system is coupled with an external environment. Our results represent a step toward addressing this challenge by providing a methodology for understanding and predicting both quantum materials and devices in realistic conditions for quantum technologies,” he says.
Note 1.
Knots in Non-Hermitian Bands
October 7, 2021 Nature 598, 7879
As in crystalline materials, the topological properties of energy bands formed in periodic arrangements can determine the macroscopic properties of these systems. Since braid groups characterize the topology of non-Hermitian bands, recently the topology related to knots has been theoretically investigated in open systems. Wang and colleagues observed non-Hermitian energy band structures with topologically significant knots and links, including the Hopf link and the Trefoil knot. The researchers conducted experiments based on two coupled optical ring resonators and using the concept of synthetic dimension. This result motivates the conduct of research on the consequences of the existence of knots and links in the band structure of non-Hermitian and other systems.
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memo 2304240506 my thought experiment oms storytelling
Knots and links are important concepts in networks. By proof of concept, I can try variously in my sampling. This is because oms and qoms are individual bands, and the universe always knots such connections to become a large system. haha.
Returns a numeric or exact symbolic result, depending on whether the input value of N in sys.oms.vix.N is a numeric a or a symbolic b. The knot value of N in sys.qoms.vix.N also shows different combinations in the output values (aa, ab, ba, bb), whether numeric or symbolic.
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.New look at 'Einstein rings' around distant galaxies just got us closer to solving the dark matter debate
먼 은하 주변의 '아인슈타인 고리'에 대한 새로운 시각으로 암흑 물질 논쟁을 해결하는 데 더 가까워졌습니다
Rossana Ruggeri, 대화 중력 렌즈 작용에 의해 생성된 배경 이미지의 여러 이미지는 시스템 HS 0810+2554에서 볼 수 있습니다. 신용: 허블 우주 망원경 / NASA / ESA APRIL 21, 2023
물리학자들은 우주에 있는 대부분의 물질이 우리가 볼 수 있는 별과 은하에 미치는 간접적인 영향을 통해서만 알 수 있는 보이지 않는 물질로 구성되어 있다고 믿습니다. 우리는 미쳤어! 이 " 암흑 물질 "이 없다면 우리가 보는 우주는 의미가 없을 것입니다. 그러나 암흑 물질 의 본질은 오랜 수수께끼입니다.
그러나 Nature Astronomy 에 발표된 홍콩 대학의 Alfred Amruth와 동료들의 새로운 연구는 빛의 중력 굽힘을 사용하여 이해에 한 걸음 더 가까워졌습니다. 보이지 않지만 어디에나 존재하는 우리가 암흑 물질이 존재한다고 생각하는 이유는 은하 의 거동에서 암흑 물질의 중력 효과를 볼 수 있기 때문입니다 . 구체적으로 암흑 물질은 우주 질량의 약 85%를 차지하는 것으로 보이며 우리가 볼 수 있는 먼 은하의 대부분은 신비한 물질의 후광으로 둘러싸여 있는 것으로 보입니다.
그러나 그것은 빛을 발산하거나 흡수 또는 반사하지 않기 때문에 암흑 물질이라고 불리며 감지하기가 매우 어렵습니다. 그래서 이 물건은 무엇입니까? 우리는 그것이 알려지지 않은 기본 입자의 일종임에 틀림없다고 생각하지만 그 이상은 확실하지 않습니다. 지금까지 실험실 실험에서 암흑 물질 입자를 탐지하려는 모든 시도는 실패했으며 물리학자들은 수십 년 동안 그 성질에 대해 토론해 왔습니다.
과학자들은 암흑 물질에 대한 두 가지 주요 가상 후보를 제안했습니다. 약하게 상호 작용하는 무거운 입자(또는 WIMP)라고 하는 상대적으로 무거운 특성과 액시온이라고 하는 매우 가벼운 입자입니다. 이론적으로 WIMP는 개별 입자처럼 행동하는 반면, 액시온은 양자 간섭으로 인해 훨씬 더 파동처럼 행동합니다. 이 두 가지 가능성을 구별하는 것은 어려웠지만 이제 먼 은하계 주위에서 구부러진 빛이 단서를 제공했습니다. 중력 렌즈 현상과 아인슈타인 고리 우주를 여행하는 빛이 은하와 같은 무거운 물체를 통과할 때, 알버트 아인슈타인의 일반 상대성 이론에 따르면 무거운 물체의 중력이 주변의 시공간을 왜곡하기 때문에 그 경로가 구부러집니다. 그 결과 때때로 멀리 떨어진 은하를 볼 때 그 뒤에 있는 다른 은하의 왜곡된 이미지를 볼 수 있습니다. 그리고 모든 것이 완벽하게 정렬되면 배경 은하의 빛이 더 가까운 은하 주변의 원으로 번질 것입니다.
이러한 빛의 왜곡을 " 중력 렌즈 효과 " 라고 하며 , 생성할 수 있는 원을 "아인슈타인 고리"라고 합니다. 고리나 다른 렌즈 이미지가 어떻게 왜곡되는지 연구함으로써 천문학자들은 더 가까운 은하를 둘러싼 암흑 물질 헤일로의 특성에 대해 배울 수 있습니다. 액시온 대 WIMP 이것이 바로 Amruth와 그의 팀이 새로운 연구에서 한 일입니다. 그들은 HS 0810+2554라고 불리는 하나에 특별한 초점을 두고 전경 렌즈 은하 주변에 동일한 배경 물체의 여러 복사본이 보이는 여러 시스템을 조사했습니다.
-세부 모델링을 사용하여 암흑 물질이 WIMP로 구성된 경우 이미지가 어떻게 왜곡되는지와 암흑 물질이 액시온으로 구성된 경우 이미지가 어떻게 왜곡되는지 알아냈습니다. WIMP 모델은 실제와 많이 닮지 않았지만 액시온 모델은 시스템의 모든 기능을 정확하게 재현했습니다. 그 결과는 액시온이 암흑 물질에 대한 보다 유력한 후보임을 시사하며, 수정체 이상 현상 및 기타 천체물리학적 관찰을 설명할 수 있는 액시온의 능력은 과학자들을 들뜨게 합니다. 입자와 은하 새로운 연구는 액시온을 암흑 물질의 더 가능성 있는 형태로 지적한 이전 연구를 기반으로 합니다.
예를 들어, 한 연구에서는 우주 마이크로파 배경 에 대한 액시온 암흑 물질 의 영향을 조사한 반면, 다른 연구에서는 왜소은하에서 암흑 물질의 거동을 조사했습니다. 이 연구가 아직 암흑 물질의 본질에 대한 과학적 논쟁을 끝내지는 못하겠지만 테스트와 실험을 위한 새로운 길을 열어줍니다. 예를 들어, 미래의 중력 렌즈 관측은 액시온의 파동과 같은 특성을 조사하고 잠재적으로 질량을 측정하는 데 사용될 수 있습니다. 암흑 물질에 대한 더 나은 이해는 우리가 입자 물리학과 초기 우주에 대해 알고 있는 것에 영향을 미칠 것입니다. 또한 시간이 지남에 따라 은하가 어떻게 형성되고 변화하는지 더 잘 이해하는 데 도움이 될 수 있습니다.
추가 정보: Alfred Amruth 외, 중력 렌즈 이미지의 변칙에서 파동형 암흑 물질에 의해 변조된 아인슈타인 고리, Nature Astronomy (2023). DOI: 10.1038/s41550-023-01943-9 저널 정보: Nature Astronomy 대화 제공
https://phys.org/news/2023-04-einstein-distant-galaxies-closer-dark.html
메모 2304231820 나의 사고실험 oms 스토리텔링
암흑물질 후보의 가능성에 중력렌즈 현상에 어떻게 왜곡되는지 알아본 모양이다.
암흑물질은 샘플링 oms.outside.A' 존재한다. 그곳에도 중력이 작용하기에 oms=1의 값을 가진다. oms.inside.A는 oms.vix.a(n!)에서 나타난 키랄 구조 대칭성을 가지고 블랙홀 vixer와 중성자 별 smola들이다.
이들 암흑물질의 소립자로 지목된 윔프 입자는
샘플링 oms는 입자성의 분포상태를 나타내고 액시온 입자는 샘플링 qoms는 집합상태를 나타낸다. 허허.
-Detailed modeling was used to find out how images are distorted when dark matter is composed of WIMPs and how images are distorted when dark matter is composed of axions. While the WIMP model didn't closely resemble the real thing, the axion model accurately reproduced all of the system's capabilities. The results suggest that axions are a more likely candidate for dark matter, and their ability to explain lens anomalies and other astrophysical observations excites scientists. Particles and galaxies The new study builds on previous work that points to axions as a more likely form of dark matter.
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memo 2304231820 my thought experiment oms storytelling
It seems that we have found out how the gravitational lensing phenomenon distorts the possibility of a dark matter candidate.
Dark matter exists sampling oms.outside.A'. Gravity also acts there, so it has a value of oms = 1. oms.inside.A are black hole vixers and neutron star smolas with the chiral structural symmetry shown in oms.vix.a(n!).
WIMP particles, which have been designated as elementary particles of these dark matter, are
Sampling oms represents the particulate distribution state, and sampling qoms for axion particles represents the aggregation state. haha.
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.Probing fundamental symmetries of nature with the Higgs boson
Higgs boson으로 자연의 근본적인 대칭성 조사
CERN 에 의해 직접 BSM 커플링 측정에 사용되는 영역의 그림. 수평축은 VBF가 풍부한 신호 영역(SR)을 정의하는 제트 선택 요구 사항(≥ 2 제트 및 𝑚 𝑗 𝑗 ≥ 120GeV)을 나타내고 수직축은 𝑚4ℓ 범위를 공진 및 비공진 영역으로 분리하는 것을 나타냅니다. '포함 SR'은 'VBF 고갈 영역' 또는 VBF 신호 영역 중 하나를 채우는 이벤트를 구성합니다. 비공진 𝑍 𝑍* 붕괴가 지배하는 측파대 제어 영역(CR)은 '𝑍 𝑍∗ CR'로 표시됩니다. 다중 신호 영역은 생산 전용, 감쇠 전용 및 결합 맞춤에서 다르게 사용됩니다. 크레딧: arXiv (2023). DOI: 10.48550/arxiv.2304.09612 APRIL 21, 2023
반물질은 모두 어디로 갔습니까? 빅뱅 이후에는 물질과 반물질이 같은 양으로 생성되었을 것입니다. 우리가 반물질이 거의 없는 물질의 우주에 사는 이유는 미스터리로 남아 있습니다. 물질의 과잉은 전하 패리티(CP) 대칭의 위반으로 설명될 수 있는데, 이는 본질적으로 입자를 포함하는 특정 프로세스가 반입자를 포함하는 프로세스와 다르게 행동한다는 것을 의미합니다.
그러나 지금까지 관찰된 CP 위반 과정은 우주의 물질-반물질 비대칭성을 설명하기에는 불충분하다. CP 위반의 새로운 소스가 외부에 있어야 하며 Higgs boson과 관련된 상호 작용에 숨어 있을 수 있습니다. 입자 물리학의 표준 모델에서 다른 입자와의 Higgs-boson 상호 작용은 CP 대칭을 보존합니다. 연구원이 이러한 상호 작용에서 CP 위반의 징후를 발견하면 우주에서 가장 오래된 미스터리 중 하나에 대한 단서가 될 수 있습니다.
LHC의 Run 2의 전체 데이터 세트에 대한 새로운 분석에서 ATLAS 공동 작업은 약력 캐리어인 W 및 Z 보손과의 Higgs-boson 상호 작용을 테스트하여 CP 위반의 징후를 찾았습니다. 공동 연구는 Higgs-boson이 두 개의 Z boson으로 붕괴하는 것을 연구했으며, 각 boson은 한 쌍의 경입자(전자와 양전자 또는 뮤온과 반뮤온)로 변환되어 4개의 전하를 띤 경입자가 됩니다.
연구원들은 또한 두 개의 W 또는 Z 보손이 결합하여 힉스 보손을 생성하는 상호 작용을 연구했습니다. 이 경우 1개의 쿼크와 1개의 반쿼크가 Higgs boson과 함께 생성되어 ATLAS 검출기에서 입자의 '제트'를 생성합니다. 이러한 상호 작용은 CP 위반에 대한 이상적인 테스트 근거입니다. CP 대칭이 보존되면 입자가 반입자와 교환되고 비행 방향이 바뀔 때 감지된 제트 및 경입자의 행동 패턴이 동일해야 합니다. 그러나 CP 대칭성을 위반하면 입자와 반입자가 다르게 행동합니다. ATLAS 과학자들은 이러한 프로세스에서 감지된 입자에 대한 모든 정보를 최적의 관찰 가능한 단일 숫자로 요약합니다. 이 옵저버블의 특징은 반입자에 대해 측정된 값이 입자의 값과 동일하지만 부호가 반대여야 한다는 것입니다.
프로세스가 CP 대칭을 유지하는 경우 데이터에서 최적의 관측값의 평균값은 0이어야 합니다. 그렇지 않으면 평균값이 0에서 멀어집니다. 현재 arXiv 사전 인쇄 서버 에 게시된 새로운 분석에서 ATLAS는 최적의 관찰 가능한 관찰 값을 사용하여 가능한 CP 위반량에 직접 제한을 두었습니다. 연구원들은 또한 실험적 효과를 보정한 후 데이터에서 최적의 관찰 가능한 각 값이 얼마나 자주 발생하는지 측정했습니다. 이 측정을 통해 ATLAS는 모델 독립적인 방식으로 데이터를 이론적 예측과 비교하고 기본 이론적 가정의 유효성을 테스트할 수 있었습니다.
Higgs-boson 붕괴를 4개의 렙톤으로 측정하여 물리학자들이 CP 대칭 이외의 표준 모델 예측의 측면에 크게 의존하지 않고 모델 독립적인 방식으로 CP 위반의 잠재적 징후를 감지할 수 있게 된 것은 이번이 처음입니다. 모든 결과는 현재의 자연 이론에 대한 또 다른 중요한 확인을 나타내는 표준 모델 기대와 호환되는 것으로 보입니다. 그러나 이것은 첫 번째 단계에 불과합니다. 작은 CP 위반 신호는 데이터와 호환되며 ATLAS는 이미 이러한 측정의 정밀도를 높일 수 있는 전례 없는 에너지에서 새로운 충돌 데이터를 수집하고 있습니다.
추가 정보: Atalas Collaboration, 벡터-보손 융합 생산에서 Higgs 보손의 CP 불변성 테스트 및 4개의 경입자로의 붕괴, arXiv (2023). DOI: 10.48550/arxiv.2304.09612 저널 정보: arXiv CERN 제공
https://phys.org/news/2023-04-probing-fundamental-symmetries-nature-higgs.html
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