• 通过优化和剪枝技术实现光子双量子比特量子门的自动化设计

  我们开发了一种算法，用于自动设计光子门和电路，该算法结合了优化和剪枝方法。算法首先从一个包含可调参数的光路通用模型开始，然后对其进行优化。通过根据预定义的标准剪除不必要的元素来简化最终电路。我们通过生成cnot门以及Deutsch-Jozsa、Grover和傅里叶变换两量子比特量子电路的近似实现和数值精确实现来演示该算法。所有不同门和电路的实现都可以集成到更大的量子信息协议中。### 引言量子计算已成为未来科学发展的核心[1-3]，它有望加快某些计算问题的解决速度，包括其他量子系统的模拟。仅使用线性光学元件和后选操作就可以实现通用量子计算[4-6]。这些线性元件通常包括分束器和移相器，而后选操

  来源：APS Open ScienceNEW

  时间：2026-09-09

• 多签名者量子数字签名系统的实验演示

  量子数字签名利用量子密钥分发产生的共享密钥，从而实现信息论安全。然而，大多数现有的量子数字签名方案仅支持单签名者场景，这限制了它们在大规模量子网络中的应用。基于以往对多签名量子数字签名的研究，我们设计并实验验证了一种可扩展的多签名量子数字签名系统。结果表明，所设计的系统能够支持多个签名者共同签署同一消息，同时支持接收方验证和仲裁验证。实验中使用的单光子计数率约为2.6×10?次/秒。测得的符合-偶然比（CAR）大于830，二阶关联函数g^(2)(0)小于0.01。对于偏振纠缠态|Φ+? = (|HH? + |VV?)/√2，所测得的双光子干涉可见度约为99.01%，对应的量子比特错误率低于0.

  来源：Physical Review A

  时间：2026-09-09

• 在损耗性和梯度折射率球形结构中，偶极子发射的光被调制

  能量传输和亚波长尺度上的光发射行为受到发射体与其周围折射率环境之间近场相互作用的控制，这些相互作用可以改变纳米尺度上的发射，并影响太阳能电池和发光二极管（LED）等设备的远场响应。在这里，我们使用经典的点偶极子模型分析球形结构中的光发射，重点研究近场相互作用如何影响自发发射率，该发射率由Purcell因子量化。系统在两种折射率配置下进行了研究：（1）从内球体到周围介质的突然过渡；（2）具有梯度折射率的逐渐过渡，考虑了非吸收和吸收性周围介质的情况。我们的研究发现，在这里考虑的固定振幅偶极子情况下，即使近场吸收显著增加，也不会导致远场发射的相应减少。在这个模型中，源提供额外的功率来补偿这种近场损失

  来源：APS Open ScienceNEW

  时间：2026-09-09

• 偶极里德堡原子阵列中迪克流形的量子最优控制

  对多体系统的量子态进行工程制备和控制的能力，是量子信息科学中的核心挑战。对于N个量子比特的寄存器，完整的希尔伯特空间维度以$2^N$指数增长，使得在不利用结构或对称性的情况下，通用的态制备和控制变得不可行。一个特别重要且具有物理动机的限制是将系统限制在全对称子空间中，该子空间由迪克态张成，这些态是集体自旋$J=N/2$的同时本征态。在二维光镊阵列中通过电偶极相互作用耦合的里德伯原子系综，为实现此类控制提供了有前景的平台。然而，偶极-偶极相互作用的有限作用范围对生成和控制迪克流形构成了挑战，因为哈密顿量会导致从计算子空间发生的泄漏。为了抵消这种泄漏，我们根据"不可约表示蒸馏法"（IRD）在截断希

  来源：Physical Review A

  时间：2026-09-09

• 各向异性胶体浓悬浮液中的咖啡环沉积

  蒸发含有分散胶体颗粒的液滴会留下干燥沉积物，其形状由毛细流动及由此产生的颗粒输运决定。经典的咖啡环效应发生在液滴蒸发时，向外径向流动将颗粒驱向液滴接触线处，导致沉积不均。这种沉积现象通常在稀浓度条件下被研究，在该条件下，从流体力学角度看，颗粒形状的影响微不足道。随着颗粒浓度增加，预期颗粒的各向异性将在改变输运行为并可能抑制咖啡环形成方面发挥更大作用。我们开展了实验，分别考察颗粒形状、浓度、密度以及溶剂温度对环形沉积物几何特征的影响。通过分析沉积物表面轮廓度以更精确地表征环宽，这些实验表明咖啡环的形成与颗粒各向异性无关，而是由颗粒沉降速度与液滴蒸发气-水界面下降速度之比所控制。流体力学模拟通过提

  来源：APS Open ScienceNEW

  时间：2026-09-09

• 经典电子-空穴液体猜想用于理解放射治疗的FLASH模式

  我们探讨了癌症放疗中FLASH模式背后的物理原理。该模式以超高剂量率实现了极短的治疗时间，在维持常规抗肿瘤疗效的同时，显著降低了对正常组织的损伤（即 sparing 效应）。本文将正常组织与肿瘤组织响应的差异归因于与其形态相关的结构转变速率：正常组织中结构有序，而肿瘤组织中结构无序。相应地，两种相态在电离辐射下积累的非平衡电荷密度也不同。在正常组织中，该电荷密度足以形成经典电子-空穴液体（EHL）。较低的EHL扩散系数减缓了生物活性自由基的生成，从而实现sparing效应。相反，无序的肿瘤组织形成了高效的能量弛豫通道，产生自由基。我们描述了FLASH模式的剂量与剂量率阈值。## 一、引言虽然放

  来源：APS Open ScienceNEW

  时间：2026-09-09

• 使用马约拉纳交换网络改进费米子变分量子本征求解器

  利用量子计算模拟计算上困难的费米子系统是量子计算的一个有前景的应用。然而，将非局域费米子算符映射到量子比特通常会产生深层电路，使得此类模拟在近中期硬件上难以实现。我们提出两种用于变分量子本征求解器的马约拉纳交换网络编译策略，以降低电路深度和两量子比特门数量。首先，我们开发了一种循环编译算法，该算法仅使用O(M^3)个辅助马约拉纳交换对换，即可将一般费米子哈密顿量中包含的至多O(M^4)个双粒子相互作用项进行局域化，其中M为费米子模数。此处，三次方标度指的是辅助路由；完整的UCCGSD变分参数化方案仍包含O(M^4)个双激发旋转。其次，我们为k-UpCCGSD变分参数化方案设计了一种马约拉纳交换

  来源：Physical Review A

  时间：2026-09-09

• 监测对格点规范理论中纠缠动力学的影响

  （1+1）维??规范理论是允许通过量子模拟来探测与动力学费米子耦合的规范理论基本特性的最简单模型。要可靠地基准测试此类系统，理解有效非厄米演化及后选择监测协议所产生的非幺正量子动力学至关重要。本研究聚焦于??规范理论的后选择非厄米滤波动力学，其中非厄米项与理论中自然存在的局域和非局域规范不变算符相关。我们将所得动力学解释为后选择滤波，即不同算符扇区以不同速率耦合到耗散通道。这为局域电通量和粒子数项以及非局域介子跃迁项提供了统一的框架。采用张量网络计算来探测滤波对更大格点尺寸（高达256位系统）的影响。利用矩阵乘积态计算，研究了纠缠熵作为滤波速率和耦合常数函数的动力学行为。我们发现，在局域和非局

  来源：APS Open ScienceNEW

  时间：2026-09-09

• 基于高阶Magnus展开的李代数辅助量子模拟与量子最优控制

  在含时驱动下，量子系统的演化会呈现出其定态对应系统中不存在的现象。然而，量子动力学的高维性和不可交换性使这一问题极具挑战性。Magnus 展开提供了一种解析框架，用于近似短时间尺度上的有效动力学，但使用现有方法计算高阶项在计算上代价高昂。我们提出了一种可扩展的方法，适用于由时不变漂移项和可控项组成的哈密顿量，其中高阶 Magnus 展开被简化为驱动持续时间和含时控制函数参数的多项式表达式。对于固定的哈密顿量模型，繁重的代数计算只需执行一次并存储在动力学系数中，此后有效哈密顿量的数值评估速度可比现有技术快数个数量级。我们首先以量子模拟作为原理验证来展示该方法，验证了预期的高阶误差标度，并对多项式

  来源：Physical Review A

  时间：2026-09-09

• 受引力波启发的随机延迟现象在Sachdev-Ye-Kitaev虫洞 teleportation（虫洞量子传输）中的应用

  在Sachdev-Ye-Kitaev（SYK）模型中，可穿越的虫洞量子传输将量子通道的完整性直接与黑洞内部动力学联系起来：传输保真度是探测全息虫洞背后的多体散乱现象的一种边界可访问的方法。我们对SYK边界施加了一种受引力波（GW）启发的周期性Floquet变形，这种变形是基于SYK4相互作用的最小维度双线性部分构建的，并受到Jackiw-Teitelboim引力全息字典的启发，并通过精确的数值时间演化来表征通道响应，在??3??=2时进行无序平均。这种驱动产生了一个连贯的、频率选择性的保真度抑制，通过重新优化在驱动下可以区分真实效应和校准不匹配，得到了四个主要结果：（1）在?～??附近有两个不

  来源：APS Open ScienceNEW

  时间：2026-09-09

• 利用调制传输带宽增强弥合里德伯射频接收器性能差距

  我们在理论和实验上优化了最近展示的调制传递协议的[Zhao等人，里德堡射频接收器的调制传递协议，Appl. Phys. Lett. 125, 154001 (2024)]性能，旨在扩展基于热里德堡原子的量子射频接收器的带宽。这种优化依赖于调节耦合光束的相位调制参数，该相位调制通过原子的非线性响应被转换为探测光束的振幅调制。我们开发了一个理论模型来优化耦合光束的调制频率和调制幅度，从而最大化原子响应。优化完成后，测量了该调制传递协议对失谐射频场的灵敏度，并将其与传统协议进行比较。比较表明，新协议允许显著提高检测带宽。实际上，只要待测量的射频信号失谐超过几MHz，它就优于常规协议。我们通过实验展示

  来源：Physical Review Applied

  时间：2026-09-09

• 二维偶极子晶体中相互作用范围控制的从一级熔化到连续熔化的交叉转变

  二维（2D）双极子晶体（氦膜上的电子）的分子动力学模拟揭示了随着膜厚度 $d$ 相对于晶格常数 $a$ 增大，熔化机制从一级相变向连续相变转变的过程。当 $d/a$ 较小且 $N=40000$ 时，滞后现象仍存在，并伴随强烈的 Binder 累积量异常。当 $d/a$ 较大时，滞后现象消失，取向关联以幂律形式衰减，$\eta_6=0.31\pm0.04$，接近 Kosterlitz-Thouless-Halperin-Nelson-Young 界限 $1/4$，与在所研究的体系尺寸和数值分辨率范围内的连续熔化一致；位错环解离将任何六角相限制在 $\Delta T/T_m<0.5\%$ 以内。因

  来源：APS Open ScienceNEW

  时间：2026-09-09

• 第三代探测器中引力波模式的探测

  我们研究了第三代地面引力波探测器在未来十年内投入运行后对引力波模式（由黑洞和中子星发射）的可探测性。我们的分析聚焦于宇宙探索者（Cosmic Explorer）和爱因斯坦望远镜（Einstein Telescope）项目，这两个项目的臂长预计将达到数十公里，并且在它们的自由光谱范围频率处能够放大引力波信号。我们发现，这两个项目还将以良好的信噪比探测到难以捉摸的w模式，w模式预计会以这些频率由旋转的中子星发射。一、引言引力波天文学现已成为一个成熟的研究领域，这得益于激光干涉仪探测器的成功开发和持续运行。第一代干涉仪——LIGO、Virgo和GEO600——在21世纪第一个十年内开始运行，证明了其

  来源：APS Open ScienceNEW

  时间：2026-09-09

• 自旋纠缠的微观量子电动力学起源

  我们研究了局域化费米子自旋之间通过量子电动力学散射产生的有效自旋相互作用。通过积掉光子场和媒介场，动力学归结为一个有效自旋哈密顿量。对于非相对论体制下的两个量子比特，所得相互作用呈张量偶极形式，其渐近衰减与 $\mathcal{R}^{-3}$ 成正比。我们得到了纠缠负性的解析表达式，并突出了其对耦合强度和空间构型的依赖性。随后，我们考察了一种构型，其中两个环境自旋通过与中间费米子媒介的顺序交换相互作用。在所考虑的微扰阶数下，媒介保持未纠缠状态，并诱导了比光子媒介情形具有更强空间抑制的有效环境-环境相互作用。将该构造扩展到 $N$ 自旋体系，会产生一种由虚交换过程媒介的有效相互作用网络，该网络

  来源：Physical Review A

  时间：2026-09-09

• 力学作为广义相对论规范场论，以及关系量子化

  我们将点粒子的力学视为一种一维广义相对论性规范场论，可称之为机械场论（MFT），并利用机械场空间（MFS）的丛几何结构。MFT 的微分同胚协变性编码了其关系性特征，其产生方式与所有广义相对论性物理学中一样，源于洞论证和点重合论证的结合。任何所谓的"边界问题"——即认为"时空"边界破坏了微分同胚和规范对称性的论断——由此消解。我们着重指出，MFS 上的标准路径积分（PI），作为规范场论中所用路径积分的精确类比，在概念和技术上与量子力学的标准路径积分截然不同。然后我们利用穿衣场方法，给出 MFT 的显式不变且关系性的重新表述，该表述在选取时钟场作为（自然的）穿衣场时，可重现标准教科书中的表述。MF

  来源：APS Open ScienceNEW

  时间：2026-09-09

• 多模态离散扩散用于一维横场伊辛模型中的量子测量生成

  基于扩散的大语言模型近年来作为一种有前景的非自回归生成模型吸引了大量关注。然而，它们应用于量子多体系统仍 largely 未被探索。我们引入了M-Diffushadow，一种面向量子多体系统的多模态扩散语言模型。在M-Diffushadow中，我们采用全注意力机制并结合迭代解码，这更好地与量子系统的物理特性相一致，从而实现对这类系统更忠实的建模。作为一种多模态方法，M-Diffushadow支持双向跨模态推断、从部分观测到的多模态记录中进行重建，以及无需先验测量结果的完全联合生成，这与测量访问受限或不完整的现实实验约束自然契合。我们在一维横场Ising模型（TFIM）上展示了该框架的有效性，所

  来源：APS Open ScienceNEW

  时间：2026-09-09

• 纠缠纯化协议的最优插值

  # 两体纠缠纯化两体纠缠纯化是指，两个分离方之间共享的弱纠缠对的副本，通过仅使用局域操作和经典通信（LOCC），转化为数量更少但纠缠程度更强的共享纠缠对的过程。在不同的纠缠纯化协议之间进行选择，通常涉及权衡两个因素：一是强纠缠对与所消耗的弱纠缠对之比（即我们所说的协议速率），二是所产生的强纠缠对的纠缠程度，通常以这些对与最大纠缠态的保真度来衡量。通过为我们要产生的每一个对，根据一组协议的列表上的概率分布随机选择一个协议，我们可以达到原协议都无法实现的速率和保真度组合。本文中，我们展示了如何选择该概率分布，以最大化以特定保真度相对于贝尔态产生量子比特对的速率，或者等价地，以最大概率使在给定速率下

  来源：Physical Review A

  时间：2026-09-09

• 圈量子宇宙学中的再加热动力学

  在圈量子宇宙学（LQC）中，初始奇点被量子反弹所取代，导致宇宙在热大爆炸宇宙开始之前，经历一个具有三个不同阶段的通用反弹后演化：反弹、过渡和慢滚暴胀。尽管在LQC中引入暴胀子场后暴胀的普适性已得到充分确立，但随后的再加热阶段——即宇宙热化、标志着热大爆炸开始的这一过程——在此量子引力框架中仍未被探索。本文首次全面将（广义）再加热机制整合进LQC范式。我们使用幂律平台势（PLP），并与最新的Planck 2018和ACT 2025数据对比预言，证明纳入具有广义状态方程的再加热阶段完全符合宇宙学约束。此外，利用标量微扰的振幅和谱指数以及张量-标量比的观测数据，我们还限制了从量子反弹到当前宇宙的总e

  来源：APS Open ScienceNEW

  时间：2026-09-09

• 通过绝热控制拓扑边缘态实现量子计量

  基于临界性的量子传感利用系统参数在相变点附近的超灵敏响应。本工作揭示了拓扑相变在探针被制备为拓扑边缘态时所提供的两项计量优势。首先，发现拓扑能带接触的顺序决定了计量灵敏度如何随系统尺寸缩放。因此，建议通过设计具有更高阶能带接触的拓扑相变来实现，相应的量子Fisher信息缩放关系为$\mathcal{F}_Q \sim L^{2p}$，其中$L$为单方向上的晶格尺寸，$p$为能带接触阶数。其次，利用能够容纳简并边缘模式的拓扑晶格（例如多个零模），在边缘制备$N$粒子纠缠态，然后将系统绝热调谐至相变点，可使量子纠缠增长到宏观尺度，从而获得$\mathcal{F}_Q \sim N^2 L^{2p}

  来源：Physical Review A

  时间：2026-09-09

• 通过转移矩阵法求解具有Brascamp-Kunz边界条件的Ising模型

  # 平方晶格Ising模型在Brascamp-Kunz边界条件下的精确解在Brascamp-Kunz边界条件下的平方晶格Ising模型是一个著名的可精确求解的格点模型。该系统的精确解是在Pfaffian类型方法的框架内推导出来的。在本文中，我们提供了利用Schultz-Mattis-Lieb方法在传递矩阵形式下对解的推导。我们在边界上设置特殊的相互作用并对这些相互作用取某些极限，从而使Brascamp-Kunz边界条件下的系统转变为圆环边界条件下的另一系统。Schultz-Mattis-Lieb方法应用于映射系统，配分函数在费米子表示中被精确求解。Fisher零点被解析地计算出来，物理临界点被

  来源：APS Open ScienceNEW

  时间：2026-09-09

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