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利用EEG Beta反弹跟踪模式进行手部运动想象智能分类技术
摘要：要在康复过程中应用基于 EEG 的脑机接口，需要在运动想象 (MI) 期间分离各种任务并将 MI 融入运动执行 (ME)。先前的研究侧重于基于复杂算法对不同的 MI 任务进行分类。在本文中，我们实现了智能、直接、易懂、省时且减少通道的方法来对 ME 与 MI 以及左手与右手 MI 进行分类。记录了 30 名执行运动任务的健康参与者的 EEG，以研究两项分类任务。对于第一项任务，我们首先基于 beta 反弹提出一种“跟进”模式。该方法的平均分类准确率为 59.77% ± 11.95%，对于手指交叉可高达 89.47%。除了时域信息外，我们还使用包括统计、小波系数、平均功率、样本熵和常见空间模式在内的提取方法将 EEG 信号映射到特征空间。为了评估其实用性，我们采用支持向量机作为智能分类器模型，采用稀疏逻辑回归作为特征选择技术，实现了 79.51% 的准确率。第二次分类也采用了类似的方法，准确率达到了 75.22%。我们提出的分类器表现出很高的准确率和智能性。所取得的成果使我们的方法非常适合应用于瘫痪肢体的康复。
使用射频阱和动态光势的陷阱离子量子计算的可扩展架构
基于线性射频阱中捕获离子的量子比特由于其高保真度的操作、全对全连接和局部控制程度而成为量子计算的成功平台。原则上，可以限制在单个 1D 寄存器中的基于离子的量子比特数量没有根本限制。然而，在实践中，长捕获离子晶体存在两个主要问题，这些问题源于其运动模式在扩大时会“软化”：离子运动的高加热率和密集的运动谱；两者都会阻碍高保真量子比特操作的性能。在这里，我们提出了一种使用大离子晶体的量子计算的整体、可扩展架构来克服这些问题。我们的方法依赖于动态操作的光势，它可以瞬间将离子晶体分割成可管理大小的单元。我们表明这些单元表现为几乎独立的量子寄存器，允许所有单元上都有并行纠缠门。重新配置光学势能的能力保证了整个离子晶体的连通性，并且还实现了高效的中电路测量。我们研究了大规模并行多量子比特纠缠门的实现，这些门可同时在所有单元上运行，并提出了一种协议来补偿串扰误差，从而实现大规模寄存器的全面使用。我们说明了这种架构对于容错数字量子计算和模拟量子模拟都是有利的。
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从1936年布朗斯坦的工作开始，思想实验一直是理解重力量子性质的多年生工具[1，2]。在1957年引力在物理学中的作用的教堂山会议上，Feynman得出结论，量子机械吸引力理论中的真正问题是缺乏实验性指导。‘在这个领域，由于我们没有被实验推动，我们必须通过想象力吸引我们” [3]。那个时代可能即将结束。最近几年见证了越来越多的实验提案，以检测量子系统中的重力效应[4-18]。随后进行了几次澄清和分析[19-31]。这些预先预示了上一代中的页面– Geilker实验的后果[32 - 35]。虽然目前的建议是从实验实施的几年来，并且其预测的确切含义仍在辩论中，但它应该使我们寻求最简单，最透明的途径，以检测量子制度中质量之间的重力效应。在本文中，我们显示了两个相同质量之间的重力相互作用导致其相对于其公共模式的差异运动模式的量子机械挤压。其起源在于相对于后者的前者模式的频率变化。反过来，这种运动挤压是在牛顿极限上在重力相互作用的两个质量之间的量子纠缠的起源[6，7]。在实验上，检测挤压比检测纠缠量不大。考虑到这一点，我们提出了一种光学干涉方案来测试重力的假设模型。我们通过建议我们的方案的电磁版本来关闭，以磨练实验技术。
利用量子探索和优化纳米光机械耦合的极限
信息驱动的波前整形 科学项目描述：光力学研究光与机械运动之间的相互作用。该领域最近取得了重大进展，包括突破光力学相互作用的量子领域，并展示了量子宏观运动状态的制备和检测。这些里程碑的前提是 2010 年初纳米光力学系统的突破，该系统已证明能够利用纳米级的大型光物质相互作用实现超高灵敏度的光力学目的。到目前为止，这些系统的灵敏度极限的处理方法与为宏观对应物开发的方法类似，假设高斯条件和幺正性。然而，这些假设必须用纳米光力学系统进行修改，因为目前纳米光力学系统的操作可能远偏离其灵敏度潜力。事实上，对克拉美-罗界限的理论考虑（该界限定义了参数估计的精度极限）表明，这些系统远未达到最佳性能。这次实习是项目的一部分，该项目旨在利用量子信息理论驱动的波前整形来解决纳米光机械耦合的基本极限。简而言之，我们的实验概念依赖于将一个纳米光机械系统与多模成像设备连接起来，该系统由一个锥形纳米光机械毛细管组成，由强聚焦激光探针照射（见图 1(b)），然后输入信息理论训练的算法（见图 1(a)），从而识别性质并达到基本的运动检测极限。与传统的运动检测方法相比，使用此方法的早期结果已使灵敏度提高了 25 dB 以上（见图 1(c)）。
通过振动悬浮的微磁缸的线性冷却
冷却宏观物质的质量运动对其量子基态一直是物理界的目标，因为它被认为是迈向跨量子效应的量子效应的第一步，例如对宏观尺度观察到量子效应 - 例如，通过对空间量子量的限制，也有4个单个大型大型粒子 - 通过偏离已知相互作用的偏差并检查新颗粒的假设以搜索新物理学[5-9]。对量子状态中巨大颗粒的重力作用的研究引起了人们的关注[10，11]，因为这可能是通过实验通过实验来照亮量子力学和重力之间的相互作用的一种方法。可以理解，可以通过通过不同的悬浮方式将机械振荡器从其环境中脱离环境来实现量子状态的较大宏观量[12]。捕获和冷却大型（大于µm长度）颗粒到量子基态的运动极具挑战性。光学诱捕技术适用于捕获亚微米尺寸的颗粒，并且在悬浮的验光力学中已经使用了线性反馈技术将其冷却纳米颗粒至其运动基态[13，14]。最近，达到了两种元模式的同时基态冷却[15]，即使大型ligo镜的运动也通过反馈[16]在接近量子基态的附近冷却[16]，除了许多夹紧机械系统[17] [17]。然而，捕获场中光子的吸收和后坐力充当耗散极限，该极限与捕获粒子半径的第六功率缩放[18]，并且通过与黑色身体和捕获激光辐射的相互作用的光学左右量子态在光学左旋中存在坚硬的脱谐度限制[19] [19] [19]。
基于甲基TROSY的1H弛豫分散实验用于研究高分子量蛋白质的构象交换
摘要：分子复合物通常会对构象状态进行取样，从而引导它们发挥特定功能。这些状态可能难以通过传统的生物物理方法观察到，但可以使用各种不同的 NMR 自旋弛豫实验进行研究。然而，当这些应用集中在中高分子量蛋白质上时，快速弛豫信号会使其变得复杂，从而对光谱的灵敏度和分辨率产生负面影响。本文介绍了一种基于甲基 1 H CPMG 的实验，用于研究蛋白质机器的激发构象状态，该实验利用 TROSY 效应来增加信噪比。解决甲基 1 H 跃迁的多样性带来的复杂性，以生成一个强大的脉冲方案，该方案适用于 320 kDa 稳态蛋白 p97。人们越来越认识到，生物分子的运动特性对于功能至关重要，因此有必要关注动力学，以了解这些分子如何在健康和疾病中执行其许多不同的任务。 [1] 细胞的分子机器尤其如此，它们由不同的组件组成，这些组件的相对运动是经过精心设计的，可以进行正常的活动。原则上，溶液核磁共振波谱是研究这些动力学的有效方法，[2] 即使在总分子量接近 1 MDa 的系统中也是如此，只要能够在整个蛋白质复合物中用 13 CH 3 标记关键含甲基氨基酸获得高度氘化的粒子。[3] 在这种情况下，可以利用丰富的甲基内偶极相互作用网络 [4] 通过甲基-TROSY 效应生成高质量的 1 H– 13 C HMQC 数据集，其中 50% 的信号来自磁化转移途径，从而最大限度地减少弛豫损失。[3a] 定量运动的实验
用于快速量子计算和传感的脉冲自旋运动纠缠
自旋运动纠缠是许多离子阱量子计算机的核心。离子内部量子比特态之间的纠缠是通过离子与离子之间的相互作用产生的。这些相互作用由阱内的运动介导，并通过施加自旋相关力进行调制 [1-6]。为了避免光谱拥挤问题，门在强激发状态下运行，其中施加的自旋相关力是脉冲的，或者施加的速度比离子的运动模式周期快得多 [7-10]。这些脉冲力称为自旋相关冲击 (SDK)，它们动态地将动量传递给离子，而冲击的方向取决于离子的内部量子比特态。先前的研究已经展示了具有超快脉冲的单量子比特和双量子比特门 [11-15]。虽然锁模激光器发出的单脉冲持续时间为皮秒，这对于在强激发状态下构建门很有吸引力，但单脉冲往往不会产生超精细量子比特的预期结果。已经使用共振激发以及受激拉曼跃迁执行了单脉冲操作。在共振情况下，使用单个超快脉冲以 98.1% 的保真度执行 π 旋转 [15]，但该方案不能用于执行任意单量子比特旋转。使用 171 Yb + 超精细量子比特中受激拉曼跃迁的单脉冲单量子比特门受到有限量子比特分裂的限制，而使用单脉冲自旋相关踢 (SDK) 的双量子比特门保真度受到多光子跃迁的限制，这会产生不需要的高阶动量模式 [12-14]。在这两种方案中，为了实现高保真度的双量子比特门，需要比单脉冲持续时间长很多倍的多脉冲序列。这反过来又使双量子比特门比单激光脉冲中原子与光相互作用的持续时间更长。除了量子信息处理中的应用外，高保真度的自旋相关踢动也是一个关键特征
Robert Kasumba -CDN
引言光与原子旋转的耦合是使用光子（1-4）的量子信息处理中的主要工具，并以精确的光学光谱法，实现了原子结构（5、6），时间和频率标准（7）和实验室搜索的确定（8）。这些应用的性能取决于旋转的相干时间以及彼此相处的效率。在致密的原子气体中，光可以有效地与集合的集体原子自旋搭配（9）。然而，在室温及以上，由于原子与环境的相互作用以及动作倾向，这种集体旋转易于发动，这通常将相干时间限制在10至100 ms（10-14）。碱蒸气可以达到1分钟（15 - 18）的连贯时间，并且成功地用于量子磁孔应用中（9），但高质量的涂料在升高的温度下降解并因此限制了碱密度。贵重气体的奇数同位素（例如3他）的核中旋转非零。核自旋受到完整的电子壳的保护，因此表现出非常长的连贯时间，可能是很多小时。这对应于用于精确传感（19，20），医学成像（21）和寻找新物理学（22 - 25）的狭窄核能共振（NMR）（NMR）。由于贵重气体对从红外线到紫外线的光透明，因此对其核自旋的制备和监测通常依赖于与另一种旋转气体的碰撞（26，27）。我们观察到一个实质性的Noble-Gas NMR传感器使用与碱原子的自旋交换碰撞。因为碱旋转确实会亮起来，因此可以按照这种方式进行NMR信号的拾取，并以这种方式进行狭窄的光谱和长期旋转的旋转优先信号（28 - 31）。然而，各种量子光学应用都需要在光和贵族旋转之间有效的双向耦合（32 - 36）。从未实现过与长寿命核自旋的共振光学激发相对应的这种耦合。在这里，我们意识到由碱旋转介导的光和贵族旋转之间的连贯的双向耦合。
电磁场（3-0-0）讲稿...
电磁场（3-0-0） 先决条件：1. 数学-I 2. 数学-II 课程成果 课程结束时，学生将展示以下能力：1. 理解电磁学的基本定律。2. 在静态条件下获得简单配置的电场和磁场。3. 分析时变电场和磁场。4. 理解不同形式和不同介质中的麦克斯韦方程。5. 了解电磁波的传播。模块 1：（08 小时）坐标系与变换：笛卡尔坐标、圆柱坐标、球坐标。矢量微积分：微分长度、面积和体积、线、表面和体积积分、Del 算子、标量的梯度、矢量散度与散度定理、矢量旋度与斯托克斯定理、标量的拉普拉斯算子。模块 2：（10 小时）静电场：库仑定律、电场强度、点电荷、线电荷、表面电荷和体积电荷产生的电场、电通量密度、高斯定律 - 麦克斯韦方程、高斯定律的应用、电势、E 和 V 之间的关系 - 麦克斯韦方程和电偶极子与通量线、静电场中的能量密度、电流和电流密度、点形式的欧姆定律、电流的连续性、边界条件。静电边界值问题：泊松和拉普拉斯方程、唯一性定理、求解泊松和拉普拉斯方程的一般程序、电容。模块 3：（06 小时）磁静场：磁场强度、毕奥-萨伐尔定律、安培电路定律-麦克斯韦方程、安培定律的应用、磁通密度-麦克斯韦方程。麦克斯韦静场方程、磁标量和矢量势。磁边界条件。模块 4：（10 小时）电磁场和波传播：法拉第定律、变压器和运动电磁力、位移电流、最终形式的麦克斯韦方程、时谐场。电磁波传播：有损电介质中的波传播、无损电介质中的平面波、自由空间、良导体功率和坡印廷矢量。教科书：
电磁场（3-0-0）讲义...
电磁场（3-0-0）先决条件：1。Mathematics-I 2。数学课程结局在课程结束时，学生将展示能力1。了解电磁的基本定律。2。在静态条件下获得简单配置的电场和磁场。3。分析时间变化的电场和磁场。4。以不同形式和不同的媒体了解麦克斯韦方程。5。了解EM波的传播。模块1：（08小时）坐标系统与转换：笛卡尔坐标，圆形圆柱坐标，球形坐标。向量计算：差分长度，面积和体积，线，表面和体积积分，DEL操作员，标量的梯度，矢量和散射定理的差异，矢量和Stoke定理的卷曲，标量的Laplacian。模块2：（10小时）静电场：库仑定律，电场强度，电场，线，线，表面和体积电荷引起电流的边界条件。静电边界值问题：泊松和拉普拉斯方程，独特定理，求解泊松和拉普拉斯方程的一般程序，电容。Maxwell方程，用于静态场，磁标量和向量电势。模块3：（06小时）Magneto静态场：磁场强度，生物 - 萨瓦特定律，Ampere的电路Law-Maxwell方程，Ampere定律的应用，磁通量密度 - 最大的方程。磁边界条件。模块4：（10小时）电磁场和波传播：法拉第定律，变压器和运动电磁力，位移电流，麦克斯韦方程，最终形式，时谐波场。电磁波传播：有损耗的电介质中的波传播，损耗中的平面波较少介电，自由空间，良好的导体功率和poynting矢量。教科书：