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用于量子工程的低温电子学
数千到数百万个敏感信号需要通过稀释制冷机的所有温度阶段进行传输，以操作由许多量子位组成的未来大规模量子处理器。导热同轴电缆数量的激增将超出制冷机的冷却能力，对量子核心造成不利影响。将控制电子设备降至低温允许使用现有的超导电缆，减轻低温阶段之间的热传导，并且似乎是实现操作量子位数可扩展性的明确途径。这项博士论文旨在探索在低温下将工业 CMOS 28nm 全耗尽绝缘体上硅 (FD-SOI) 技术用于量子计算应用。我们的第一个目标是将有关低温下 FD-SOI 28nm 晶体管的稀疏现有知识扩展到电路设计的实际方面，然后用于开发紧凑模型。为了加快对具有长达一小时的固有冷却周期的单个器件的表征，我们设计了一个集成电路，该集成电路多路复用了数千个具有不同几何形状和栅极堆栈类型的晶体管，用于低频测量电流-电压特性和从 300 到 0.1K 的配对分析。我们讨论并分析了不同温度下电路设计中重要量的变化趋势，例如跨导、电导和单个晶体管的跨导与漏极电流比。其次，我们探索了半导体量子器件与经典电子器件的低温共积分和全片上集成，旨在实现低至毫开尔文范围的特定测量。我们首先通过设计和表征低功耗跨阻放大器 (TIA) 来关注量子点器件的亚纳安电流测量。高增益放大器成功应用于测量单量子点和双量子点器件的电流，这些器件分别通过引线键合几毫米或片上集成几微米。为了进一步利用集成到同一基板的优势，我们将 GHz 范围的压控振荡器连接到双点的其中一个栅极，以尝试观察完全集成设备中的离散电荷泵。最后，我们提出了一种新的测量方案，利用低温电子学功能作为众所周知的反射测量法的替代方案，解决了单个量子器件栅极电容的测量问题。通过在 200 MHz 范围内集成电压控制电流激励和电压感应放大器，两者都靠近连接到 LC 槽的量子器件，器件电容变化的读出电路变成纯集总元件系统，具有谐振电路的阻抗测量，而没有任何像反射法中那样的波传播。这种方法增加了测量装置的简单性和紧凑性。我们甚至用由晶体管和电容器组成的有源电感器取代了反射法中使用的笨重无源电感器，在相同电感下面积降低了 3 个数量级，从而提供了更好的可扩展性。由此产生的电路成功测量了 4.2K 下纳米晶体管的 aF 电容变化，揭示了栅极电容中随栅极和背栅极电压而变化的振荡量子效应。在这篇论文的最后，给出了一幅与电路架构和设计相关的挑战的图景，最终目标是进入大规模量子处理时代。
植物无融合生殖工程的选择
在植物中，胚胎发生和繁殖并不严格依赖于受精。一些物种可以在种子中无性地产生胚胎，这一过程称为无融合生殖。无融合生殖被定义为通过种子进行的克隆无性繁殖，其后代与母体基因型相同，并为开发优良品种提供了宝贵的机会，因为它在农作物中的诱导可以促进优良杂交基因型的开发和维持。在这篇综述中，我们总结了目前对无融合生殖的理解，并重点介绍了将无融合生殖方法成功引入有性作物的情况。此外，我们讨论了几个基因的过表达可以诱导体细胞胚胎发生，作为诱导孤雌生殖的候选基因，孤雌生殖是配子体无融合生殖的一种独特生殖方式。我们还总结了三种实现工程无融合生殖的方案，这将为实现无融合生殖提供更多机会。
用于肠道工程的口服医疗器械
口服医疗器械为胃肠道 (GI) 相关疾病的诊断和治疗带来了重大进步。这些医疗器械从微型到大型，设计从非常简单到复杂，可用于胃肠道定点给药、肠道生物标志物的实时成像和传感。这些微型器械具有单向释放、自我推进或折纸设计，打破了胃肠道药物输送（包括生物制剂）相关的障碍。此外，机载微电子器件可以对肠道组织和生物标志物进行成像和传感，从而更全面地了解潜在的病理生理状况。我们概述了口服医疗器械在药物输送、成像和传感方面的最新进展。本文还讨论了与肠道微环境相关的挑战，以及用于肠道微操作的医疗器械的各种激活/驱动方式。我们根据现有的监管指南严格审查了材料 - 设备设计 - 药理反应之间的关系，并为未来提供了清晰的路线图。© 2020 Elsevier BV 保留所有权利。
航空科学与工程的量子加速
五十多年来，摩尔定律 [1] 基本保持不变。然而，在过去几年中，人们对其持续性的讨论越来越多，如图 1 [2] 所示。随着硅工艺尺寸越来越小，物理限制开始发挥重要作用。因此，继续提高性能所需的成本和精力现在比以往任何时候都要大得多。为了提供新的颠覆性方法来执行复杂度更高的计算，高性能计算需要彻底摆脱传统的经典计算平台。量子计算 (QC) 利用微观物体不寻常的物理特性来处理信息，是解决一系列计算问题的颠覆性技术中特别有希望的候选者 [3- 12]。
MSE 8803-A：材料科学与工程的量子力学
2024 年春季 讲师：Eric Vogel 教授，eric.vogel@mse.gatech.edu，Marcus 纳米技术大楼，2133 室 课程：周一，12:30 PM – 1:45 PM，J. Erskine Love 制造大楼，299 室 办公时间：待定 目标：完成本课程的学生将学习将材料成分和结构与态密度联系起来所必需的基本基础知识，态密度决定了几乎所有材料类别（例如有机分子、半导体、金属、绝缘体）的电子、光学和热特性及特性。 目的：电子和声子态的密度和特性决定了材料的许多电子、光学和热特性。本课程提供描述原子、分子和固体中这些状态所必需的基本量子力学基础。完成本课程的学生将学习将材料成分和结构与状态密度联系起来的基本基础知识，状态密度决定了几乎所有材料类别（例如有机分子、半导体、金属、绝缘体）的电子、光学和热性能以及特性。例如，拉曼表征需要了解原子和分子允许的振动模式；光致发光需要了解允许的能量状态和选择规则；热导率需要了解声子状态密度；固体中的电子传输需要了解能带结构。因此，材料科学家或工程师必须具备量子力学的实际知识才能真正理解这些特性和表征技术。虽然将提供将这种理解应用于特定材料的特性和特性的示例作为背景，但应该强调的是，这门课不是一门特性课，不会广泛涵盖电子、光学和热特性本身。这门课需要数学计算；然而，本课程将尝试尽量减少数学的复杂性，以允许材料科学家和工程师获得必要的概念理解。参考资料：Eisberg & Resnick 的书包含大量将要涵盖的材料。但是，要掌握这些材料，拥有来自不同视角的几本书和参考资料会很有帮助。以下内容涵盖了课程的各个方面，但也涵盖了本课程中未包含的主题。
机械工程的进步和未来趋势
摘要：在机械工程创新的推动下，航空航天推进系统正在经历深刻的变革。本文探讨了该领域的最新进展和未来趋势，为航空航天工业提供了非凡的可能性。喷气发动机和涡扇发动机变得更加高效、强大和环保，重塑了商业航空。超音速和高超音速旅行有望彻底改变航空旅行，有望大幅缩短旅程时间。电动和混合动力推进系统处于可持续航空的前沿，减轻了环境问题并减少了排放。材料创新、增材制造和人工智能正在塑造这些系统的发展。航空航天业正专注于可持续发展，探索替代燃料、材料和自动化。航空航天推进的未来趋势将重新定义航空和太空旅行的界限，预示着一个对环境负责、高效和大胆探索地球边界之外的新时代。关键词：航空航天推进、机械工程、可持续航空、超音速旅行、电力推进
分布式软件工程的新兴趋势...
可伸缩性是指分布式系统处理增加工作量或用户需求的能力，而无需牺牲性能或可靠性。可伸缩性对于分布式系统至关重要，以适应不断增长的数据量，用户群和交易率，同时保持响应能力和可用性（Aminizadeh等，2023）。可扩展的系统可以有效地分配资源，平衡工作负载并适应需求的变化而无需服务降解或停机时间。可以采用各种技术来实现分布式系统中的可扩展性，包括水平缩放，垂直缩放和自动缩放。水平缩放涉及添加更多的节点或实例，以在多个机器上分配工作量（Jiang等，2020）。垂直缩放涉及使用更强大的硬件升级现有节点以提高其容量。自动缩放会根据工作负载指标（例如CPU利用率或请求率）自动调整实例数。此外，分布式缓存，负载平衡和分区策略可以帮助跨多个节点分发和管理数据以提高可扩展性。
第十二期后基因工程的入学考试
当前的税收政策拒绝循环价值模型：税收是一种定期使用的方法，可以激励“良好”的增值行为，并抑制企业和个人之间的“不良”价值提取行为。尽管如此，现有的税制尚未开始积极支持循环经济，在某些情况下，循环商业模式与线性同行相比，需要缴纳更多税款。如果要改变税制以适应循环企业，则结果将对企业，消费者，政府和更广泛的社会有益，因为这将是将经济活动从原材料和资源消费中解散的重要一步。应注意的是，指导这些主要税收的复杂框架有些严格且难以改变。“伪”税（例如补贴和赠款）是一种更有效的短期解决方案，而转移立法的过程则是更有效的。
生物医学工程的新兴趋势和观点
更高的跨学科整合。生物医学工程继续与生物学，医学，计算机科学，材料，物理，化学，数学和工程科学等各个领域合并。例如，与人工智能和机器学习的结合可以开发算法和系统，以分析医疗数据并做出预测或建议[1，2]。量子计算基于量子力学，可以比传统计算机更有效地执行和加速复杂计算，从而有可能解决具有高计算复杂性的问题，例如模拟分子相互作用，分析大规模基因组学，了解蛋白质折叠和错误折叠和错误折叠和预测药物行为。纳米技术在药物输送和靶向疗法中的应用代表医疗中的范式创新。生物医学工程师利用纳米颗粒和纳米载体来提供精确的治疗剂，最大程度地降低副作用并最大化治疗功效。这种靶向方法在癌症治疗和其他医疗干预措施中尤其重要[3]。
更新了再生设计和工程的宣言
是一个悖论，我们的社会无法按时计划和采取行动，面对越来越多的证据和知识，与智慧二十世纪著名的公共知识分子雅各布·布罗诺夫斯基（Jacob Bronowski）一样，与智人的世代相传的范式形成了鲜明的对比。与其他所有哺乳动物物种不同，人类孩子需要数年才能成熟。小鹿必须学会在出生后几分钟内走路以避免变成猎物，但人类婴儿通常会学会走向第一年的末期。将近二十年的家庭投资用于使人类儿童的成熟度致力于提高知识和磨练的推理技能，这将有助于成年。因此，我们是唯一一个漫长的童年专注于未来计划的物种。正是我们物种的区别标记，最终是对我们的星球改变能力的原因，尚未转化为社会层面。