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EQUAL：通过注入受控扰动来提高量子退火器的保真度
量子退火器 (QA) 是单指令量子机，只能从能量函数（称为哈密顿量）的基态进行采样。要执行程序，需要将问题转换为嵌入在硬件上的哈密顿量，然后运行单个量子机器指令 (QMI)。即使 QMI 运行了数千次试验，硬件中的噪声和缺陷也会导致 QA 得到次优解决方案。由于 QA 的可编程性有限，用户在所有试验中都执行相同的 QMI。这会导致所有试验在整个执行过程中都受到相似的噪声影响，从而导致系统偏差。我们观察到系统偏差会导致次优解决方案，并且无法通过执行更多试验或使用现有的错误缓解方案来缓解。为了应对这一挑战，我们提出了 EQUAL（E nsemble QU antum A nnea L ing）。EQUAL 通过向程序 QMI 添加受控扰动来生成 QMI 集合。在 QA 上执行时，QMI 集合可使程序避免在所有试验中遇到相同的偏差，从而提高解决方案的质量。我们使用 D-Wave 2000Q 机器进行的评估表明，EQUAL 可将基线与理想值之间的差异缩小平均 14%（最高可达 26%），而无需任何额外试验。EQUAL 可以与现有的错误缓解方案相结合，进一步缩小基线与理想值之间的差异，平均缩小 55%（最高可达 68%）。
量子态验证和保真度估计的统计方法
高效可靠的量子态认证对于各种量子信息处理任务以及量子技术实施的总体进展至关重要。近几年来，出现了几种使用高级统计方法以资源高效的方式认证量子态的方法。本文回顾了该领域的最新进展。首先解释如何用假设检验的语言讨论量子态的验证和保真度估计。然后，详细解释了使用局部测量或局部操作辅助测量和经典通信来验证纠缠态的各种策略。最后，讨论了该问题的几种扩展，例如量子信道的认证和纠缠的验证。
使用带信标的 BLE 为运动中的用户提供高保真室内导航系统
摘要 由于缺乏可用的 GPS 信号，室内定位和微定位系统变得复杂。蓝牙和 WiFi 填补了这一空白，但这些系统在用户移动时难以保持准确性。使用平滑算法和运行 iBeacon 软件的均匀分布的 BLE 信标，搭配定制设计的 iOS 应用程序，在用户移动时可实现 2 米的精度。本文介绍了以下研究成果：1) 一种使用低成本 BLE 信标的新型室内定位和导航预测系统，当用户以步行速度移动时，其精度为 2.2 米；2) 一种通用室内微定位系统，可以轻松快速地部署到新环境中（数小时内）；3) 5 种平滑算法的比较和性能分析；4) 一种架构模型，其他研究人员可以通过它扩展我们在室内定位和导航方面的工作。
金黄色葡萄球菌Cas9的高保真KKH变体...
1组合遗传学和合成生物学实验室，生物医学科学学院，香港大学，波克福姆大学，波克福兰，香港，中国香港，2，香港科学公园，香港科学公园，香港SAR，香港SAR，中国，3月wai waiu waiu for Reparative for Reparative for Reparative of Hem hem hem hem karitetka karitetka karitetka karittka Department of Medicine, LKS Faculty of Medicine, The University of Hong Kong, Pokfulam, Hong Kong SAR, China, 5 The Jockey Club Centre for Clinical Innovation and Discovery, LKS Faculty of Medicine, The University of Hong Kong, Pokfulam, Hong Kong SAR, China, 6 Department of Biomedical Sciences, City University of Hong Kong, Hong Kong SAR, China, 7 Biotechnology and Health Centre, City University中国深圳的香港深圳研究所和8号电气和电子工程系
IDT_改进的 CRISPR-Cas9 HDR 方法，实现高效、高保真基因组编辑应用说明 (RUO21-0258_001 01/22)
gRNA（向导 RNA）：Cas9 使用的 CRISPR RNA（crRNA）包含 20 个碱基的原间隔元件和与 tracrRNA 互补的额外核苷酸。反式激活 CRISPR RNA（tracrRNA）与 crRNA 的互补区域杂交。组合的 crRNA 和 tracrRNA 与 Cas9 内切酶相互作用，激活编辑复合物以在目标基因组内的特定位点产生双链断裂。这 2 种天然 RNA 分子可以合成生成，用于基因组编辑实验。IDT 科学家已经修改了这些 RNA 的长度和组成，以优化基因组编辑效率，尤其是在与 CRISPR 核酸酶预先复合并以 RNP 形式递送到细胞时。或者，可以使用单向导 RNA（sgRNA）代替 crRNA 和 tracrRNA 的组合。sgRNA 包含通过发夹状环序列连接的 crRNA 和 tracrRNA 序列。向导 RNA（gRNA）可以是 crRNA：tracrRNA 复合物，也可以只是 sgRNA。
HAMMER：利用错误结果的汉明行为提高噪声量子电路的保真度
具有数百个量子比特的量子计算机即将面世。不幸的是，高设备错误率对使用这些近期的量子系统为实际应用提供支持构成了重大挑战。在现有量子系统上执行程序会产生正确和错误的结果，但输出分布通常太嘈杂而无法区分它们。在本文中，我们表明错误结果不是任意的，而是在汉明空间中表示时表现出明确定义的结构。我们在 IBM 和 Google 量子计算机上的实验表明，最常见的错误结果在汉明空间中更有可能接近正确结果。我们利用这种行为来提高推断正确结果的能力。我们提出了汉明重构 (HAMMER)，这是一种后处理技术，它利用对汉明行为的观察来重建嘈杂的输出分布，从而使得到的分布具有更高的保真度。我们使用来自 Google 和 IBM 量子计算机的实验数据（这些计算机拥有 500 多个独特的量子电路）评估 HAMMER，并将解决方案质量平均提高了 1.37 倍。在 Google 公开的 QAOA 数据集上，我们表明 HAMMER 可以锐化成本函数景观上的梯度。
在没有错配修复的情况下，Prime 编辑的效率和保真度得到增强
。CC-BY-ND 4.0 国际许可证永久有效。它以预印本形式提供（未经同行评审认证），作者/资助者已授予 bioRxiv 许可，可以在该版本中显示预印本。此版本的版权持有者于 2022 年 1 月 20 日发布。；https://doi.org/10.1101/2021.09.30.462548 doi：bioRxiv 预印本
TILT：在囚禁离子线性系统上实现更高的保真度......
摘要 — 离子阱量子比特是实用量子计算的领先技术。在这项工作中，我们对离子阱的线性磁带架构进行了架构分析。为了实现我们的研究，我们开发并评估了该架构的映射和调度算法。特别是，我们引入了 TILT，这是一种线性“图灵机式”架构，具有多激光控制“头”，其中线性离子链在激光头下来回移动。我们发现，与同等大小的量子电荷耦合器件 (QCCD) 架构相比，TILT 可以大大减少通信。我们还为 TILT 开发了两种重要的调度启发式方法。第一个启发式方法通过将沿相反方向传输的数据匹配为“反向交换”来减少交换操作的数量，并且还避免了跨头部宽度的最大交换距离，因为最大交换距离使得在一个头部位置调度多次交换变得困难。第二种启发式方法通过将磁带调度到每次移动时可执行操作最多的位置来最小化离子链运动。我们从模拟中提供了应用程序性能结果，这表明 TILT 在一系列 NISQ 应用程序中的成功率可以胜过 QCCD（平均高达 4.35 倍和 1.95 倍）。我们还讨论了使用 TILT 作为构建块来扩展现有的可扩展离子阱量子计算方案。索引术语 — 量子计算、离子阱架构、电路优化
激发态的量子保真度磁化率......
弯曲振动自由度的研究得益于其二维特性和两个明确的物理极限——线性和弯曲配置——以及中间配置——准线性物种，其特点是大振幅运动，使其具有丰富的光谱特征[1]。正或非单调的非谐性，后者与非刚性分子的 Birge-Sponer 图中 Dixon 凹陷的出现有关[2]，以及由于跨越线性壁垒附近的状态波函数中线性和弯曲特征的混合而导致的异常旋转光谱[3,4]，是准线性物种光谱中最显著的光谱特征。光谱方法的重大进步和发展使得人们能够通过实验获得多种分子物种的高弯曲泛音。通过这种方式，我们有可能获得实验光谱信息，从而研究能量接近线性势垒的系统 [5,6]。水 [7] 和 NCNCS [8–10] 的研究结果具有特别重要的意义。近年来，量子单值化概念最初由 Cushman 和 Duistermaat [11] 提出，后由 Child [12] 重新研究，对系统中的状态分配有很大帮助。由于状态与线性势垒的接近性，波函数的复杂性妨碍了正确的状态标记 [5–8,13]。这是从经典力学中借用的概念，它依赖于拓扑奇点，当系统能量大到足以探测局部鞍点或最大值时，就会发生拓扑奇点，从而阻止定义全局作用角变量 [14]。非刚性分子弯曲振动的理论建模需要特殊的工具，因为大振幅振动自由度会强烈耦合振动和转动自由度。Hougen-Bunker-Johns 弯曲哈密顿量 [15] 是该领域的一项开创性工作。这项工作后来扩展到半刚性弯曲哈密顿量 [16] 和一般半刚性弯曲哈密顿量 [17]。基于上述发展而产生的 MORBID 模型 [18] 目前是分析非刚性分子光谱的标准方法，其中需要同时考虑转动和振动自由度，以便建模实验项值并分配量子标签。代数方法，尤其是振动子模型，是分子光谱建模的传统积分微分方法的替代方法。该模型基于对称性考虑，并严重依赖于李代数的性质[ 19 ]。振子模型 (VM) 属于一类模型，该类模型将 U(n+1) 代数指定为 n 维问题的动力学或谱生成代数 [20]。类似的模型已成功应用于强子结构 [21,22] 和原子核 [23–25] 的建模。在 Iachello 引入的原始振子模型形式中，双原子分子种类的回旋振动激发被视为集体玻色子激发 [26]，由于相关自由度的矢量性质，动力学代数为 U(3+1)=U(4) [25,27]。弯曲振动的二维性质以及简化振子模型形式以有效处理多原子系统的需要，自然而然地导致了二维极限振子模型（2DVM）的制定[28，29]。2DVM 定义的形式能够模拟弯曲自由度的线性和弯曲极限情况，以及表征中间情况的大振幅模式[30-33]。本研究中使用的代数哈密顿量的四体算符的扩展已于最近发表[34]。2DVM 还用于耦合弯曲器[28，35-37]、拉伸弯曲相互作用[38-41]和异构化反应中的过渡态[42]的建模。
高保真 Cas13 变体用于靶向 RNA 降解，且副作用最小
CRISPR-Cas13 系统最近已用于各种生物体的靶向 RNA 降解。然而，旁观者 RNA 的附带降解已成为其体内应用的主要障碍。我们设计了一种双荧光报告系统，用于检测附带效应并筛选哺乳动物细胞中的 Cas13 变体。在 200 多种工程变体中，几种 Cas13 变体（包括 Cas13d 和 Cas13X）表现出有效的靶向活性，但附带活性明显降低。此外，这些变体不存在由 Cas13 诱导的转录组范围的脱靶和细胞生长停滞。重要的是，高保真 Cas13 变体表现出与野生型 Cas13 相当的 RNA 敲低活性，但在转基因小鼠和腺相关病毒介导的体细胞靶向中没有可检测到的附带损伤。因此，现在可以使用附带效应最小的高保真 Cas13 变体来在基础研究和治疗应用中靶向降解 RNA。