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Atomic Nuclei: Nuclear Relaxation Processes

598
In the absence of an external magnetic field, nuclear spin states are degenerate and randomly oriented. When a magnetic field is applied, the spins begin to precess and orient themselves along (lower energy) or against (higher energy) the direction of the field. At equilibrium, a slight excess population of spins exists in the lower energy state. Because the direction of the magnetic field is fixed as the z-axis,  the precessing magnetic moments are randomly oriented around the z-axis.
598
Mass Analyzers: Common Types01:19

Mass Analyzers: Common Types

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The quadrupole mass analyzer consists of four cylindrical metal rods arranged in a diamond carrying a DC voltage and a radio-frequency AC voltage. The motion of ions through the quadrupole depends on the field strength, causing only ions of a certain m/z to resonate successfully and strike the detector at a given field strength. Though the transmission rate for these analyzers is high, the exact elemental composition of the sample is not determined because of low resolution; however, they are...
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|March 27, 2025
PubMed
Resumen
Este resumen es generado por máquina.

Los investigadores generaron bits aleatorios certificados utilizando una computadora cuántica a la que se accedió en línea. Este avance aprovecha el poder de la computación cuántica para una aleatoriedad segura, una tarea imposible para las computadoras clásicas solas.

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Área de la Ciencia:

  • Ciencia de la información cuántica
  • Seguridad computacional
  • Hardware de computación cuántica

Sus antecedentes:

  • Las computadoras cuánticas ofrecen capacidades más allá de los sistemas clásicos, pero las aplicaciones prácticas son desafiantes.
  • La generación de bits aleatorios certificados con entropía garantizada es crucial para aplicaciones seguras, pero clásicamente imposible.
  • Los dispositivos cuánticos remotos no confiables presentan un desafío para la computación verificable.

Objetivo del estudio:

  • Para demostrar la generación de bits aleatorios certificados usando una computadora cuántica de iones atrapados.
  • Para aprovechar la dureza clásica del muestreo aleatorio de circuitos para la seguridad.
  • Para permitir la verificación de la aleatoriedad generada por un servidor cuántico no confiable.

Principales métodos:

  • Utilizó el Quantinuum H2-1 de 56 qubits de computadora cuántica con iones atrapados.
  • Desarrolló un protocolo donde un cliente envía circuitos cuánticos a un servidor remoto para su ejecución.
  • Se empleó la verificación clásica de los resultados del servidor contra los supuestos de dureza cuántica.
  • Analizó la seguridad contra adversarios a corto plazo.

Principales resultados:

  • Generado con éxito bits aleatorios certificados a través de Internet.
  • Certificado 71,313 bits de entropía bajo suposiciones adversarias restringidas.
  • Se ha logrado un alto rendimiento de verificación clásica (1,1 × 10^18 FLOPS).

Conclusiones:

  • Demostró un método viable para generar bits aleatorios certificados utilizando el hardware cuántico actual.
  • Este trabajo representa un paso hacia las aplicaciones prácticas de los ordenadores cuánticos a corto plazo.
  • El protocolo muestra potencial para la generación segura de aleatoriedad en escenarios de computación cuántica distribuidos.