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World File Search System去极化
拓扑表面编码的可扩展神经解码器
随着嘈杂的中型量子 (NISQ) 设备的出现，实用的量子计算似乎已经触手可及。然而，要超越原理验证计算，当前的处理架构将需要扩展到更大的量子电路，这将需要快速且可扩展的量子误差校正算法。在这里，我们提出了一种基于神经网络的解码器，对于受去极化噪声和综合征测量误差影响的稳定器代码系列，该解码器可扩展到数万个量子比特（与其他最近的机器学习启发解码器相比），并且在各种错误率（低至 1%）下解码时间比最先进的联合查找解码器更快。关键创新是通过在底层代码上移动预处理窗口来自动解码小规模的错误综合征，类似于模式识别方法中的卷积神经网络。我们表明，这种预处理步骤可以在实际应用中有效地将错误率降低多达 2 个数量级，并且通过检测相关效应，将实际错误阈值提高到比传统纠错算法（例如联合查找或最小权重完美匹配）的阈值高出 15%，即使在存在测量误差的情况下也是如此。这种机器学习辅助量子纠错的现场实施将是将纠缠边界推向 NISQ 视界之外的决定性一步。
皮质和皮质下神经胶质细胞在急性化学发生操纵5层投影神经元的亚群
图1：RBP4 CRE -HM3DQ和RBP4 CRE -HM4DI DREADD激活A，B，兴奋性（蓝色）和抑制性（绿色）DREADD受体和实验程序的电生理验证。补丁钳电生理记录是连续进行的。在恒定的ACSF应用下，在5和10分钟下进行了两次基线记录，然后进行CNO给药，并在申请后2、5和10分钟进行三个记录，然后进行冲洗步骤。在最后一步中，获得了不同时间点的控制记录。c，RBP4 CRE -HM3DQ膜电压响应的代表性示例。d，CNO给药前后的输入输出曲线，以响应当前应用的增加。灰色代表，CNO给药后的蓝色痕迹。在RBP4 CRE -HM3DQ脑切片中CNO给药之前和之后，记录的神经元的膜电阻。基线和CNO管理之间没有显着差异（左）。CNO给药前后记录的神经元的静止膜电位。在CNO给药后，膜被概念性去极化（右）。n = 7只小鼠，单向方差分析通过邓内特的多重比较测试。e，RBP4 CRE -HM4DI膜电压响应的代表性示例。
利用动态极化水-半导体界面产生直流电
摘要：解读水分子的性质和利用水发电一直是科学和社会的重要课题。最近，人们对将水滴的动能转化为电能的兴趣日益浓厚，尤其是直流 (DC) 电，它可以直接为电子传感器和芯片供电。然而，现有的发电技术依赖于水的移动方向，这会阻止应有的直流电的输出，但却会产生不必要的交流电。在这里，我们报告了通过在夹层石墨烯 - 水 - 半导体结构内以任意方向移动水滴，从动态极化水 - 半导体界面产生直流电。与方向无关的直流电产生基于一种非平凡机制，其中水分子经历极化和去极化过程，导致在水滴运动过程中在水 - 半导体界面输出电能。开路电压可通过包含水滴的两个板之间的费米能级差异进行调节，其中石墨烯-水-硅和铝-水-硅分别显示 ∼ 0.3 和 ∼ 1.0 V 的直流电压。我们的研究结果揭示了水-半导体界面的现象，并为潜在的可持续封装自供电设备提供了一种利用水产生直流电的新途径。
ZZ 生成门中的相干和非单一错误
变分算法（例如量子近似优化算法）因其有可能使用近期的量子计算机解决问题而备受关注。在这种算法中，ZZ 相互作用通常会生成原始的两量子比特门，该门的作用时间通常是变分参数 γ 。在两量子比特门的实现方面，存在不同的编译技术。由于 ZZ 门的重要性，我们提出了一个误差分析，比较连续角度控制相位门（ CP ）与固定角度控制 Z 门（ CZ ）。我们在相干过度旋转和去极化噪声的影响下分析了这两种技术。我们表明，如果非相干误差低于 0.03 % 且相干误差低于 0.8 %，则 CP 和 CZ 编译技术可实现相当的 ZZ 门保真度。因此，我们认为，对于较小的相干和非相干误差，非参数化的双量子比特门（如 CZ）与单量子比特门的虚拟 Z 分解相结合，可以显著减少所需的校准，从而减少量子设备的错误率。我们表明，当相干误差超过 0.04 π（2%）时，CZ 门保真度显著依赖于 γ。
通过随机编译来缓解串扰错误
我们开发并应用了随机编译（RC）方案的扩展，该协议包括对相邻Qubits的特殊处理，并大大降低了由于在IBMQ量子计算机（IBM_LAGOS和IBMQ_EHNINGEN）中使用错误门的超导QUBIT上的误解而引起的串扰效应。串扰错误，源于受控的（CNOT）两分门，是众多量子计算平台上的错误源。对于IBMQ机器，它们对给定量子计算的性能的影响通常被忽略。我们的RC协议由于串扰而变成一致的噪声变成一个去极化噪声通道，然后可以使用已建立的缓解误差方案（例如噪声估计电路）对其进行处理。我们将方法应用于Bardeen-Cooper-Schrieffer（BCS）Hamiltonian的非平衡动力学的量子模拟，以进行超导性，这是一个特别具有挑战性的模型，用于模拟量子硬件，因为Cooper Pairs的长距离相互作用。在135个cnot门的情况下，我们在一个与Trotterization或Qubit Decermence相反的串扰方面工作，主导了误差。我们对相邻量子位的旋转显示可显着改善噪声估计协议，而无需添加新的Qubits或电路，并允许对BCS模型进行定量模拟。
量子 Calderbank-Shor-Steane 码的经典乘积码构造
在量子纠错中，有几种代码积的概念，例如超图积、同源积、提升积、平衡积等等。在本文中，我们引入了一种新的乘积码构造，它是经典乘积码到量子码的自然推广：从一组组件 Calderbank-Shor-Steane (CSS) 码开始，得到一个更大的 CSS 码，其中 X 奇偶校验和 Z 奇偶校验都与经典乘积码相关。我们从组件码的属性中推导出乘积 CSS 码的几个属性，包括代码距离的界限，并表明奇偶校验中的内置冗余会产生所谓的元校验，可以利用这些元校验来纠正综合读出错误。然后，我们专门研究单奇偶校验 (SPC) 乘积码的情况，在经典领域，这是构造乘积码的常见选择。在擦除信道的最大似然解码器和去极化噪声的信念传播解码下，显示了具有参数 [[512 , 174 , 8]] 的 SPC 3 倍乘积 CSS 代码的逻辑错误率模拟。我们将结果与其他具有可比长度和维度的代码进行比较，包括来自渐近良好 Tanner 代码系列的代码。我们观察到我们的参考乘积 CSS 代码优于所有其他经过检查的代码。
用于测量植物电信号的超适形自粘表面电极
物理特性与人类表皮相似的有机电子设备正在开发中。[1–4] 此类设备能够与皮肤表面的复杂特征进行非侵入式耦合，用于后续的传感任务。除了为人类开发的系统和相关诊断设备外，分析活植物产生的电信号的方法也引起了从生物学到工程学等领域越来越多的关注。[5–10] 植物通过电信号对不同刺激作出反应，例如触摸、光、伤口或其他压力源（如干燥）。[6] 植物中快速的长距离电通信与较慢的生化信号传导的比较是植物生物学和农业领域的一个重要的研究课题。 [6,11–16] 植物中的电信号在细胞和离子水平上源自与人类和动物神经细胞中不同的机制（动物神经细胞中的去极化是由钠离子的跨膜内流增加驱动的，植物电信号，即动作电位，涉及钙的内流和/或氯离子的外流）。 [17] 有必要进一步了解植物电信号并将其与生理联系起来，因为它可以成为一种工具，例如，用于更好地控制生长，以及通过施肥或施用农药以及光照/水管理来响应植物需求的系统。此外，还有一个不同的领域，试图利用植物的内在功能，如传感、通信、
量子 Calderbank-Shor-Steane 码的经典乘积码构造
在量子纠错中，有几种代码积的概念，例如超图积、同源积、提升积、平衡积等等。在本文中，我们引入了一种新的乘积码构造，它是经典乘积码到量子码的自然推广：从一组组件 Calderbank-Shor-Steane (CSS) 码开始，得到一个更大的 CSS 码，其中 X 奇偶校验和 Z 奇偶校验都与经典乘积码相关。我们从组件码的属性中推导出乘积 CSS 码的几个属性，包括代码距离的界限，并表明奇偶校验中的内置冗余会产生所谓的元校验，可以利用这些元校验来纠正综合读出错误。然后，我们专门研究单奇偶校验 (SPC) 乘积码的情况，在经典领域，这是构造乘积码的常见选择。在擦除信道的最大似然解码器和去极化噪声的信念传播解码下，显示了具有参数 [[512 , 174 , 8]] 的 SPC 3 倍乘积 CSS 代码的逻辑错误率模拟。我们将结果与其他具有可比长度和维度的代码进行比较，包括来自渐近良好 Tanner 代码系列的代码。我们观察到我们的参考乘积 CSS 代码优于所有其他经过检查的代码。
细菌生物电力的拍摄
Milano giuseppemaria.paterno@polimi.t Engineering Living Matter的目标是修改生物学属性以利用生物的独特能力。一种普遍的方法涉及通过合成生物学技术或功能材料对特定刺激有反应的生物，旨在调节细胞和生物的电生理学和活性。这种方法也适用于细菌，尽管它们的电生理学，生物电性，生物能学和行为之间的连接直到最近才开始阐明。最近的研究表明，细菌膜电位是动态的，而不是静态参数，并且起着重要的生物电信号传导作用。这种交流范式控制着它们在微生物群落中的新陈代谢，行为和功能。鉴于膜电位动力学介导了这种语言，因此操纵此参数代表了细菌工程的有前途且有趣的策略。在这里，我表明可以通过基于材料的方法来实现细菌膜电位的精确光学调节。具体而言，我们发现在膜位置的异构化反应在生物模拟机制内诱导电势的超极化或去极化，具体取决于激发态失活途径，从而重现了视网膜的初始命运。这可以触发神经元样的生物电信号传导，并可以突出以前未表征的离子通道在细菌电生理学中的作用。最后，我还展示了有关抗生素摄取的光调节的观点，以及在财团和多种种族生态系统中细菌运动和组装行为的光控制
通过弱测量和量子测量逆转保护具有记忆的量子信道上的两量子比特纠缠
基于弱测量和量子测量反转（WMR）的量子技术，我们提出了一种保护纠缠的两量子比特纯态免受四种典型的带记忆量子噪声信道影响的方案，即 。e 。，振幅衰减通道，相位衰减通道，比特翻转通道和去极化通道。对于给定的初始状态 | ψ ⟩ = a | 00 ⟩ + d | 11 ⟩ ，发现 WMR 操作确实有助于保护纠缠免受上述四种带记忆量子信道的影响，并且系数 a 较小时 WMR 方案的保护效果更好。对于另一初始状态 | φ ⟩ = b | 01 ⟩ + c | 10⟩，无论系数b是多少，保护方案的效果都是一样的，并且WMR操作可以保护有记忆的振幅衰减信道中的纠缠。此外，无记忆的量子噪声信道中的纠缠保护效果比有记忆信道的结果更好。对于|ψ⟩或|φ⟩，我们还发现记忆参数对抑制纠缠猝死有显著作用，初始纠缠可以被大幅度放大。另一个更重要的结果是，通过计算和讨论，找到了并发性、记忆参数、弱测量强度和量子测量反转强度之间的关系。这为系统在噪声信道中保持最大纠缠提供了有力的基础。