单链DNA的化学结构几乎没有深入了解其作为遗传信息载体的生物学功能。然而,当詹姆斯·沃森(James Watson)和弗朗西斯·克里克(Francis Crick)在1953年表明DNA采用双链结构(复式)时,DNA复制的机理(复制)变得显而易见。双螺旋结构主要是从X射线纤维衍射数据(由Rosalind Franklin和Maurice Wilkins获得的)和Chargaff的规则中阐明的。Erwin Chargaff发现,DNA中的摩尔量始终等于胸腺嘧啶,而对于鸟嘌呤和胞嘧啶也是如此(即g的摩尔数= c)的摩尔数。Watson和Crick能够通过构建模型来解释这一点,以表明DNA的两条链由相反链的单个碱基之间的氢键组合在一起。嘌呤碱始终与嘧啶T和嘌呤G始终与嘧啶C配对(图9)。
用于经典波(例如电磁波和声波)的拓扑材料引起了越来越多的关注,这主要是因为它们具有鲁棒性、低损耗以及边界赋予的新的人工自由度。表面声波 (SAW) 作为广泛使用的微型设备相关信息载体,在当今的无线通信和传感网络中无处不在。在此,我们报告了基于单片集成平台的 SAW 拓扑绝缘体的实现。通过在压电半空间上使用工作频率为数十兆赫的微型声学谐振器阵列,我们成功地赋予电泵浦瑞利型 SAW 以“自旋动量锁定”特性,使固态声波在“三维体积上二维表面的一维界面”上任意绕行并穿过缺陷和交叉点,而损耗比任何其他解决方案都要小得多。这些革命性的拓扑 SAW 可能为未来移动通信、传感和量子信息处理等领域具有超高性能和先进功能的单片电子(光子)声子电路开辟一条道路。
量子密钥分发 (QKD) 被认为是各种潜在量子技术中最直接、最广泛实施的应用。QKD 通过使用光子作为信息载体,实现远距离用户之间共享密钥。目前正在进行的努力是以稳健、紧凑的方式在实践中实现这些协议,以便在各种现实场景中有效部署。固态材料中的单光子源 (SPS) 是这方面的主要候选者。本文展示了一种室温、离散变量量子密钥分发系统,该系统使用六方氮化硼中的明亮单光子源在自由空间中运行。采用易于互换的光子源系统,生成长度为一百万位的密钥和大约 70000 位的密钥,量子比特错误率为 6%,𝜺 安全性为 10-10。这项研究展示了利用 hBN 缺陷实现的第一个概念验证有限密钥 BB84 QKD 系统。
摘要颜色路由器(CRS)的开发意识到了二分法成分的分裂,这有助于调节光子动量,该光子动量充当了频率和空间域上光学信息技术的信息载体。然而,具有光刺激的CRS由于光学衍射极限而缺乏在深度下波长尺度上的光子动量的主动控制。在这里,我们在实验上证明了通过电子诱导的CR在深度下波长尺度上进行二分光光子动量的主动操纵,在该CRS辐射模式中,通过将电子撞击位置转向单个纳米ante单位中的60 nm内,可以操纵CRS辐射模式。此外,设计和实现了基于CR数组的可编程调制的加密显示设备。这种方法具有增强的安全性,大信息能力和高级量表的高级集成,可以在量子设备和量子信息技术中的光子设备和新兴区域中找到应用。
环形电磁脉冲最近据报道是无横向时空无可分割的自由空间拓扑激发。但是,他们的传播动力学和拓扑结构尚未经过全面的实验表征。此外,现有发电机的光学和Terahertz域受到限制。但是,在微波频率下产生此类脉冲的可行性和意义已被忽略。在这里,我们报告说,微波螺旋脉冲可以通过瞬态有限孔宽带喇叭天线发射器发射,作为“空气涡流大炮的电磁对应物。” Applying this effective generator, we experimen- tally map the toroidal pulses ' topological skyrmionic textures in free space and demonstrate their resilient propagation dynamics, i.e., how that, during propagation, the pulses evolve toward stronger space-time nonseparability and closer proximity to the canonical Hellwarth – Nouchi toroidal pulses.我们的工作提供了一个实用的机会,可以使用拓扑稳健的环形脉冲作为高容量电信,手机技术,遥感和全球定位的信息载体,尤其是在微波频率占主导地位的情况下。
本研究旨在对现有的基于模型的互操作性的方法进行详尽的审查,同时还提出了一个比较框架,以根据数字连续性的新挑战来评估这些方法。比较分析将在图1中概述的过程的每个阶段进行,主要关注识别关键方法并定义比较标准。从参考语料库传达结构化,半结构化或非结构化形式以及隐式知识的明确知识开始,对于“结构结构信息语料库”,尤其是必要的知识(Lezoche等人,2012年)至关重要(Lezoche等人,2012年),以确保互操作性,使不同的系统能够无缝地连接起来,尽管它们具有内在的差异,但它们可以无缝地工作。实现这一目标涉及解决技术,语义和组织挑战,并提出了各种方法和框架来组织互操作性所需的知识,以确保模型在整个开发过程中充当信息的主要信息载体。这些模型可以采用知识图,本体论或数据模型的形式。他们的定义可以通过各种方法来实现,并取决于
拓扑保护的磁性结构,如 skyrmion、半 skyrmion(meron)及其反粒子,构成磁序中的微小涡旋。它们是下一代存储设备中信息载体的有希望的候选者,因为它们可以利用电流诱导的自旋扭矩以极高的速度高效推进 [1, 2, 3, 4, 5, 6]。反铁磁体已被证明可以承载这些结构的版本,它们因其具有太赫兹动力学、无偏转运动和由于没有杂散场而改善的尺寸缩放的潜力而引起了广泛关注 [7, 8, 9, 10, 11, 12]。本文展示了拓扑自旋纹理、子和反子可以在室温下生成,并利用电脉冲在薄膜 CuMnAs 中可逆移动,CuMnAs 是一种半金属反铁磁体,是自旋电子应用的试验平台系统 [13, 14, 15, 16, 17, 18, 19]。反铁磁子子电生成和操控是充分发挥反铁磁薄膜作为高密度、高速磁存储器件有源元件的潜力的关键一步。
使用多级信息载体(也称为量子比特)是探索量子计算设备可扩展性的一条有前途的途径。在这里,我们介绍了一种量子处理器寄存器的原理验证实现,该寄存器使用线性阱中的光寻址 171 Yb + 离子量子比特。171 Yb + 离子的丰富能级结构允许使用 435.5 nm 四极时钟跃迁的塞曼子能级进行高效且稳健的量子比特编码。我们展示了由单量子比特旋转和双量子比特 Mølmer-Sørensen 操作组成的通用门集的实现,该操作使用双量子系统,形式上等同于基于通用门的四量子比特处理器。我们的研究结果为进一步研究使用基于捕获离子的处理器更有效地实现量子算法铺平了道路,特别是探索 171 Yb + 离子量子比特的性质。
磁性材料中的自旋波具有超低能量耗散和长相干长度,是未来计算技术的有前途的信息载体。反铁磁体是强有力的候选材料,部分原因是它们对外部场和较大群速度的稳定性。多铁性反铁磁体,例如 BiFeO 3 (BFO),具有源于磁电耦合的额外自由度,允许通过电场控制磁结构,从而控制自旋波。不幸的是,由于磁结构的复杂性,BFO 中的自旋波传播尚不明确。在这项工作中,在外延工程、电可调的 1D 磁振子晶体中探索了长距离自旋传输。在平行于和垂直于 1D 晶体轴的自旋传输中发现了显著的各向异性。多尺度理论和模拟表明,这种优先磁振子传导是由其色散中的群体不平衡以及各向异性结构散射共同产生的。这项工作为反铁磁体中的电可重构磁子晶体提供了途径。
摘要 — 量子力学的独特且常常奇怪的性质允许信息载体同时通过多个量子信道轨迹传播。这最终将我们引向具有不确定因果顺序的量子信道的量子轨迹。已经证明,不确定的因果顺序能够打破瓶颈容量,这限制了通过具有明确定义的量子信道因果顺序的经典轨迹可传输的经典和量子信息的数量。在本文中,我们将在纠缠辅助的经典和量子通信领域研究这一有益特性。为此,我们推导出经典和量子轨迹上任意量子泡利信道的纠缠辅助经典和量子通信的闭式容量表达式。我们表明,通过利用量子信道的不确定因果顺序,我们可以获得超过经典轨迹的容量增益以及各种实际场景的瓶颈容量突破。此外,我们确定了量子轨迹上的纠缠辅助通信相对于经典轨迹获得容量增益的操作区域以及量子轨迹上的纠缠辅助通信违反瓶颈容量的操作区域。