高保真度的单量子比特和多量子比特操作构成了量子信息处理的基础。这种保真度基于以极其相干和精确的方式耦合单量子比特或双量子比特的能力。相干量子演化的必要条件是驱动这些跃迁的高度稳定的本振。在这里,我们研究了快速噪声(即频率远高于本振线宽的噪声)对离子阱系统中单量子比特和双量子比特门保真度的影响。我们分析并测量了快速噪声对单量子比特操作的影响,包括共振π旋转和非共振边带跃迁。我们进一步用数字方式分析了快速相位噪声对 Mølmer-Sørensen 双量子比特门的影响。我们找到了一种统一而简单的方法,通过量子比特响应频率下的噪声功率谱密度给出的单个参数来估计所有这些操作的性能。虽然我们的分析侧重于相位噪声和离子阱系统,但它也适用于其他快速噪声源以及其他量子比特系统,在这些系统中,自旋类量子比特通过共同的玻色子场耦合。我们的分析可以帮助指导量子硬件平台和门的设计,提高它们对容错量子计算的保真度。
大规模数据存储的爆炸性增长和对超快数据处理的需求需要具有出色性能的创新记忆设备。2D材料及其带有原子尖锐界面的范德华异质结构对内存设备的创新有着巨大的希望。在这里,这项工作呈现出所有由2D材料制成的功能层,可实现超快编程/擦除速度(20 ns),高消光率(最高10 8)和多位存储能力。这些设备还表现出长期的数据保留超过10年,这是由高栅极偶联比(GCR)和功能层之间的原子尖锐接口促进的。此外,这项工作证明了通过协同电气和光学操作在单个设备单元上实现“或”逻辑门的实现。目前的结果为下一代超速,超级寿命,非挥发性存储器设备提供了坚实的基础,并具有扩展制造和灵活的电子应用程序的扩展。
1化学,化学工程和生物技术学院,以及新加坡Nanyang Technological University的物理与数学科学学院,新加坡637371,新加坡
为了克服这一挑战,研究人员使用了Terahertz Light脉冲,这种光脉冲频率远低于可见光。这些脉冲会导致电子在分子和可以操纵单个分子的专用显微镜的金属尖端之间移动,从而使团队可以去除或添加电子。这种新方法提供了一种不仅以可控方式控制激子的方法,既快速又精确,而且还可以控制其他重要的分子状态,这些状态对于化学反应,能量传递和许多其他过程至关重要。该团队还证明了人眼看不见的Terahertz Light可以在分子中转化为可见光,从而揭示了一种新颖的方式,可以通过分子能量变化将一种类型的光转化为另一种光。
表达个人情绪状态的能力是社会行为的基础(1)。害怕时寻求帮助,悲伤时安慰,高兴时分享喜悦,这些都是社会动物所决定的心理需求(2)。尽管这些天生需求非常重要,但对于无法口头交流的人,很少有神经科学研究与内在动机状态相关的神经信号。例如,在脑机接口 (BCI) 研究中,电位的记录和分类可用于推断闭锁综合症(LIS,3)患者的心理内容。有意识且能产生运动指令或准备电位(4、5)或能通过产生 P300 成分做出自愿决定(6)的患者,可以通过控制光标、机器人、假肢、拼写系统(7)或物体进行交流。然而,处于植物人状态(又称无反应觉醒综合征 (UWS))(8)或微意识状态(9)的患者与这些系统隔绝(10)。神经科学家正在研究从他们的大脑活动中检测他们的动机或情绪状态的方法(11)。此类研究包括通过观察大脑活动来推断内在心理内容的研究。Owen 等人(12)首次利用功能性磁共振成像 (fMRI) 评估意识障碍患者理解和遵从指令的能力。他们对一名被诊断为 UWS 的患者进行了研究,要求患者在 MRI 扫描仪中想象打网球、在家里走动以及在 30 秒内不加思索地休息。研究设计确保患者的反应不仅仅是被动处理口头指令的结果,而且当指示不要执行任务时,患者的反应会消失。通过激活特定大脑区域(如网球想象中的辅助运动区和导航想象中的海马旁回),可以测量患者遵循特定命令的能力,类似于在健康个体中观察到的情况。在最近的 ERP 研究中,Proverbio 等人(13)研究了想象过程的心理生理标记。向参与者展示代表不同语义类别的视觉和听觉刺激,然后要求他们激活与该类别相对应的心理图像。作者能够在没有感觉刺激的情况下识别出不同想象刺激类别(如婴儿、人脸、动物、音乐、语音、情感发声和感觉模态(视觉与听觉))的独特电生理标记。然后,这些 ERP 信号通过机器学习算法(MIRACLE 的分类,14)进行分类,超过了有效沟通的 70% 阈值,在 k 倍交叉验证和保留验证中的准确率分别为 96.37% 和 83.11%。情感计算是人工智能处理情感的一个分支。它包括自动情感识别,由于可用于记录脑信号的廉价设备的出现,该技术目前正在不断发展(15-17)。两项研究在使用被认为可诱发特定情感状态的图像、音频或剪辑诱发情绪期间测量了 alpha 和 beta 脑电图频率,并进行了信号分类。特别是 Choppin(18)
目前,欧洲各国对于核能部门在其能源结构中应发挥的作用(无论是中期还是长期)持有截然不同的立场。然而,一些欧洲国家和欧盟委员会已经认识到,在减少温室气体排放的背景下,核能在满足能源需求方面必将发挥重要作用。欧盟委员会于 2007 年 11 月提出并于 2008 年 2 月由欧盟成员国通过的 SET 计划 5 认为,有必要在未来十年内开始建造新一代可持续核能反应堆示范装置。尽管某些国家已决定停止使用核能,但福岛事故并没有使 SET 计划中表达的基本要素再次受到质疑。
轨道省的领域已经出现了通过启用环保电子设备来影响信息技术的巨大潜力。主要的电子自由度是轨道角动量,它可以产生无数现象,例如轨道霍尔效应(OHE),扭矩和轨道磁电效应。在这里,我们通过逼真的时间依赖电子结构仿真探索非磁性材料的磁反应,即超薄PT纤维,以对不同极化和螺旋性的超快激光脉冲。我们证明了显着的轨道和自旋磁化的产生,并确定了由OHE相互作用,反向法拉第效应和自旋轨道相互作用组成的潜在机制。我们的发现主张使用光在不是固有磁性的材料中编码磁性信息的前景。
摘要:由于成本效益和易于操作,室温长波红外(LWIR)检测器比低温溶液优先。当前未冷却的LWIR探测器(例如微量体计)的性能受到降低的灵敏度,缓慢的响应时间和缺乏动态光谱可调性的限制。在这里,我们提出了一个基于石墨烯的有效室温LWIR检测器,利用其可调的光学和电子特性,具有高检测性和快速响应时间。固有的弱光吸收可以通过与光腔耦合的图案化石墨烯上的狄拉克等等离子增强。通过不对称载体生成环境,通过Seebeck效应将吸收的能量转化为光伏。此外,通过静电门控实现8-12μmLWIR带中的动态光谱可调性。拟议的检测平台铺平了新一代未冷却的基于石墨烯的LWIR光电探测器,用于诸如分子传感,医学诊断,军事,安全和空间之类的广泛应用。关键字:红外探测器,石墨烯,二维材料,狄拉克等离子,光热效应
不连贯的激光脉冲的自我形成似乎是自相矛盾的,既涉及强大的不稳定性和时间定位过程。不一致的脉冲状态在超快激光动力学中均经常出现。在本文中,我们通过实时录制不同的腔体分散液体下的不一致的脉冲动力学来带来决定性的实验数据。我们的测量值强调了发挥作用的不同主导机制。虽然孤子脉冲塑形有助于在异常分散体中创建一堆混乱的脉冲,而正常分散体状态下的不一致的脉冲遵循强烈的湍流耗散动力学。数值模拟在定性上很好地重现了观察到的动力学的最终堆积阶段。通过显示共同的动力学特征和差异,这些结果支持了不一致的耗散孤子的一般概念的发展。
蛋白质结构的确定通常是朝着其功能阐明其功能发展的第一步。近年来已经在计算蛋白结构预测方面取得了很大进步,Alphafold2(AF2)作为研究人员用于此目的使用的主要工具。虽然AF2通常可以预测折叠蛋白的准确结构,但我们在这里介绍了AF2错误地以高度置信度错误地预测小型,折叠和紧凑的蛋白质的结构。这种蛋白质,pro-Interleukin-18(pro-il-18)是细胞因子IL-18的前体。有趣的是,AF2预测的Pro-IL-18的结构与成熟的细胞因子的结构相匹配,而与蛋白质蛋白产生形式的相应实验确定的结构相匹配。因此,虽然计算结构预测对解决蛋白质生物物理学问题的巨大希望仍然需要实验结构的确定,即使在小折叠的小球蛋白的背景下也是如此。