多模 Gottesman-Kitaev-Preskill (GKP) 码的最新进展在增强离散和模拟量子信息的保护方面显示出巨大的潜力。这种扩大的保护范围为量子计算带来了机会,通过保护压缩——许多量子计量协议中的基本资源——可以使量子传感受益。然而,量子传感使量子纠错受益的潜力尚未得到充分探索。在这项工作中,我们提供了一个独特的例子,其中量子传感技术可以应用于改进多模 GKP 码。受分布式量子传感的启发,我们提出了分布式双模压缩 (dtms) GKP 码,它以最少的主动编码操作提供了纠错优势。事实上,所提出的代码依赖于单个(主动)双模压缩元件和分束器阵列,可有效地将连续变量相关性分配给许多 GKP 辅助元件,类似于连续变量分布式量子传感。尽管构造简单,但使用 dtms-GKP 量子比特码可实现的代码距离与以前通过强力数值搜索获得的结果相当 [PRX Quantum 4, 040334 (2023)]。此外,这些代码能够实现模拟噪声抑制,超越最著名的双模式代码 [Phys. Rev. Lett. 125, 080503 (2020)],而无需额外的压缩器。我们还为所提出的代码提供了一个简单的两级解码器,对于两种模式的情况,该解码器似乎接近最优,并允许进行分析评估。
摘要:细胞不断面临着管理氧化剂的挑战。在需氧生物中,氧气 (O 2 ) 用于产生能量,产生活性氧 (ROS) 作为酶促反应的副产物。为了防止氧化损伤,细胞拥有一个复杂的氧化还原清除剂和抗氧化酶系统,共同形成抗氧化防御系统。该系统维持氧化还原平衡,并能够产生调节基本细胞功能的局部氧化信号。这种防御的一个关键组成部分是硫氧还蛋白 (Trx) 系统,其中包括 Trx、硫氧还蛋白还原酶 (TrxR) 和 NADPH。Trx 系统逆转大分子的氧化并通过过氧化物酶 (Prx) 间接中和 ROS。这种双重功能保护细胞免受损伤积累并支持生理细胞信号传导。然而,Trx 系统还可以保护肿瘤免受氧化损伤,帮助它们存活。由于新陈代谢产生的 ROS 水平升高,肿瘤通常依赖于 Trx 系统。此外,Trx 系统还调节增殖和新血管生成等关键途径,肿瘤利用这些途径来促进生长并优化营养和氧气供应。因此,Trx 系统是癌症治疗的潜在靶点。挑战在于选择性地靶向恶性细胞而不破坏健康细胞中的氧化还原平衡。这篇综述文章的目的有三方面:首先,阐明 Trx 系统的功能;其次,讨论 Trx 系统作为癌症治疗的潜在靶点;第三,介绍抑制 Trx 系统关键成分的可能性,并概述这些抑制剂的最新临床研究。
缩写:AAD,衰老相关疾病;年龄,晚期糖基终产物; ap,apurinic/apyrimidinic; APE1/REF-1,apurinic/apyrimidin inononononononononononocleplease1/redox fastor-1; CM,心肌细胞; CO,一氧化碳; Copp,钴原源性; CP-312,心脏保护剂-312; CPC,心脏祖细胞; CSC,心脏干/祖细胞; CVD,心血管疾病; DHA,二十六烯酸; EC,内皮细胞; ECFC,内皮菌落形成细胞; eNOS,内皮一氧化氮合酶; EPA,二糖酸; EPC,内皮祖细胞; ESC,胚胎干细胞; Foxo,叉子盒; GPX,谷胱甘肽过氧化物酶; GRX,谷毒素; GWAS,全基因组协会研究; H 2 O 2,过氧化氢; H 2 S,硫化氢; HGPS,Hutchinson – Gilford progeria综合征; HIF-1α,缺氧诱导因子-1α; HO-1,血红素氧酶-1; I/R,缺血/再灌注; IPSC,诱导多能干细胞;线粒体电子传输链; MEF,小鼠胚胎成纤维细胞; Mi,心肌梗塞; MPTP,线粒体通透性过渡孔; NAC,N-乙酰L-半胱氨酸; NLRP3,点头样受体蛋白3;不,一氧化氮; NOX,NADPH氧化酶; NRF2,核因子红细胞2相关因子2; NRP1,Neuropilin 1; PM 2.5,颗粒物; PRX,过氧蛋白; PUFA,多不饱和脂肪酸; ROS,活性氧; SASP,与衰老相关的分泌表型; SDF-1,基质细胞衍生的因子1; SMPC,平滑肌样祖细胞;草皮,超氧化物歧化酶; SRF,血清反应因子; T-BHQ,Tert-丁基氢喹酮; TRX,TXN,硫氧还蛋白; TRXR,硫氧还蛋白还原酶; VEGF,血管内皮生长因子; VSMC,血管平滑肌细胞。
量子相估计(QPE)是一种关键量子算法,已广泛研究它作为对未来易耐故障量子计算机进行化学和固态计算的方法。最近,几位作者提出了QPE的统计替代方法,这些替代方案对早期容忍设备有好处,包括较短的电路和更好的减轻误差技术的适用性。然而,缺乏对实际量子处理器算法的实验研究。在这里,我们对Rigetti超导处理器实施统计阶段估计。特别是,我们使用Lin和Tong [Prx Quantum 3,010318(2022)]算法的修改,并改善了Wan等人的傅立叶近似。[物理。修订版Lett。 129,030503(2022)]并应用一项变分兼容技术来减少电路深度。 然后,我们结合了减轻错误的策略,包括零噪声外推和减轻读数的读数和读数。 我们提出了一种从统计阶段估计数据中估算能量的新方法,发现相对于先前的理论界限,最终能量估计的准确性提高了1-2个数量级,从而降低了执行准确的相位估计计算的成本。 我们将这些方法应用于四个轨道中多达四个电子的活性空间的化学问题,包括应用量子嵌入方法,并使用它们在化学精度中正确估计能量。Lett。129,030503(2022)]并应用一项变分兼容技术来减少电路深度。然后,我们结合了减轻错误的策略,包括零噪声外推和减轻读数的读数和读数。我们提出了一种从统计阶段估计数据中估算能量的新方法,发现相对于先前的理论界限,最终能量估计的准确性提高了1-2个数量级,从而降低了执行准确的相位估计计算的成本。我们将这些方法应用于四个轨道中多达四个电子的活性空间的化学问题,包括应用量子嵌入方法,并使用它们在化学精度中正确估计能量。我们的工作表明,统计阶段估计具有自然的弹性,尤其是在缓解相干错误之后,并且可以达到比以前分析所建议的要高得多的准确性,这表明其作为早期耐故障设备的有价值的量子算法的潜力。
· ET Khabiboulline、JS Sandhu、MU Gambetta、MD Lukin 和 J. Borregaard。具有信息理论安全性的高效量子投票,arXiv:2112.14242。 PRX Quantum 的修订版。 · T. Schuster、B. Kobrin、P. Gau、I. Cong、ET Khabiboulline、NM Linke、MD Lukin、C. Monroe、B. Yoshida 和 NY Yao。通过可穿越虫洞协议中的算子传播实现多体量子隐形传态。物理。 Rev. X,12:031013,2022 年 7 月。 · ET Khabiboulline、J. Borregaard、K. De Greve 和 MD Lukin。量子辅助望远镜阵列。物理。 Rev. A ,100:022316,2019 年 8 月。· ET Khabiboulline、J. Borregaard、K. De Greve 和 MD Lukin。量子网络光学干涉测量法。Phys. Rev. Lett. ,123:070504,2019 年 8 月。· S. Peng、R. Zhang、VH Chen、ET Khabiboulline、P. Braun 和 HA Atwater。具有中红外带隙的三维单螺旋光子晶体。ACS Photonics ,3(6):1131–1137,2016 年。· ET Khabiboulline、CL Steinhardt、JD Silverman、SL Ellison、JT Mendel 和 DR Patton。具有活动星系核的 SDSS 星系中电离条件随环境变化而变化,从成对到成团。《天体物理学杂志》,795(1):62,2014 年。· EJ DiMarco、E. Khabiboulline、DF Orris、MA Tartaglia 和 I. Terechkine。用于质子直线加速器前端高能部分的超导螺线管透镜。IEEE 应用超导学报,23(3):4100905,2013 年 6 月。
12)定制有偏见的噪声的三维拓扑代码E. Huang,A。Pesah,C.T。Chubb,M。Vasmer和A. Dua Prx Quantum 4,030338(2023)Arxiv:2211.02116 10)为高度偏见的噪声量身定制表面代码D.K.Tuckett,A.S。达玛万(C.T.) Chubb,S。Bravyi,S.D。 Bartlett和S.T. Flammia物理评论X 9,041031(2019)ARXIV:1812.08186 9)避免不可逆性:量子资源的工程共振转换K. Korzekwa,C.T。 Chubb和M. Tomamichel物理评论字母122,110403(2019)ARXIV:1810.02366 8)具有相关噪声C.T.量子代码的统计机械模型C.T. Chubb和S.T. Flammia Annales de L'Institut Henri Poincar´e D 8,2,2,269–321(2021)Arxiv:1809.10704 7)基于大数资源的资源相互转换C.T.中等偏差分析。 Chubb,M。Tomamichel和K. Korzekwa物理评论A 99,032332(2019)ARXIV:1809.07778 6)复杂量子系统中的纠缠提取的能源成本C. B´eny,C.T。 Chubb,T。Farrelly和T.J.奥斯本自然通信9,3792(2018)ARXIV:1711.06658 5)超出热力学限制:对状态互换率的有限尺寸校正C.T. Chubb,M。Tomamichel和K. Korzekwa Quantum 2,108(2018)Arxiv:1711.01193 4)量子通道上经典通信的中度偏差分析C.T. Chubb,V.Y.F。 tan和M. Tomamichel Communications在数学物理学355,3(2017)ARXIV:1701.03114 3)汉密尔顿C.T.的近似对称性。 Chubb和S.T. Chubb和S.T.Tuckett,A.S。达玛万(C.T.)Chubb,S。Bravyi,S.D。 Bartlett和S.T. Flammia物理评论X 9,041031(2019)ARXIV:1812.08186 9)避免不可逆性:量子资源的工程共振转换K. Korzekwa,C.T。 Chubb和M. Tomamichel物理评论字母122,110403(2019)ARXIV:1810.02366 8)具有相关噪声C.T.量子代码的统计机械模型C.T. Chubb和S.T. Flammia Annales de L'Institut Henri Poincar´e D 8,2,2,269–321(2021)Arxiv:1809.10704 7)基于大数资源的资源相互转换C.T.中等偏差分析。 Chubb,M。Tomamichel和K. Korzekwa物理评论A 99,032332(2019)ARXIV:1809.07778 6)复杂量子系统中的纠缠提取的能源成本C. B´eny,C.T。 Chubb,T。Farrelly和T.J.奥斯本自然通信9,3792(2018)ARXIV:1711.06658 5)超出热力学限制:对状态互换率的有限尺寸校正C.T. Chubb,M。Tomamichel和K. Korzekwa Quantum 2,108(2018)Arxiv:1711.01193 4)量子通道上经典通信的中度偏差分析C.T. Chubb,V.Y.F。 tan和M. Tomamichel Communications在数学物理学355,3(2017)ARXIV:1701.03114 3)汉密尔顿C.T.的近似对称性。 Chubb和S.T. Chubb和S.T.Chubb,S。Bravyi,S.D。Bartlett和S.T.Flammia物理评论X 9,041031(2019)ARXIV:1812.08186 9)避免不可逆性:量子资源的工程共振转换K. Korzekwa,C.T。Chubb和M. Tomamichel物理评论字母122,110403(2019)ARXIV:1810.02366 8)具有相关噪声C.T.量子代码的统计机械模型C.T.Chubb和S.T. Flammia Annales de L'Institut Henri Poincar´e D 8,2,2,269–321(2021)Arxiv:1809.10704 7)基于大数资源的资源相互转换C.T.中等偏差分析。 Chubb,M。Tomamichel和K. Korzekwa物理评论A 99,032332(2019)ARXIV:1809.07778 6)复杂量子系统中的纠缠提取的能源成本C. B´eny,C.T。 Chubb,T。Farrelly和T.J.奥斯本自然通信9,3792(2018)ARXIV:1711.06658 5)超出热力学限制:对状态互换率的有限尺寸校正C.T. Chubb,M。Tomamichel和K. Korzekwa Quantum 2,108(2018)Arxiv:1711.01193 4)量子通道上经典通信的中度偏差分析C.T. Chubb,V.Y.F。 tan和M. Tomamichel Communications在数学物理学355,3(2017)ARXIV:1701.03114 3)汉密尔顿C.T.的近似对称性。 Chubb和S.T. Chubb和S.T.Chubb和S.T.Flammia Annales de L'Institut Henri Poincar´e D 8,2,2,269–321(2021)Arxiv:1809.10704 7)基于大数资源的资源相互转换C.T.中等偏差分析。Chubb,M。Tomamichel和K. Korzekwa物理评论A 99,032332(2019)ARXIV:1809.07778 6)复杂量子系统中的纠缠提取的能源成本C. B´eny,C.T。Chubb,T。Farrelly和T.J.奥斯本自然通信9,3792(2018)ARXIV:1711.06658 5)超出热力学限制:对状态互换率的有限尺寸校正C.T. Chubb,M。Tomamichel和K. Korzekwa Quantum 2,108(2018)Arxiv:1711.01193 4)量子通道上经典通信的中度偏差分析C.T. Chubb,V.Y.F。 tan和M. Tomamichel Communications在数学物理学355,3(2017)ARXIV:1701.03114 3)汉密尔顿C.T.的近似对称性。 Chubb和S.T. Chubb和S.T.Chubb,T。Farrelly和T.J.奥斯本自然通信9,3792(2018)ARXIV:1711.06658 5)超出热力学限制:对状态互换率的有限尺寸校正C.T.Chubb,M。Tomamichel和K. Korzekwa Quantum 2,108(2018)Arxiv:1711.01193 4)量子通道上经典通信的中度偏差分析C.T.Chubb,V.Y.F。 tan和M. Tomamichel Communications在数学物理学355,3(2017)ARXIV:1701.03114 3)汉密尔顿C.T.的近似对称性。 Chubb和S.T. Chubb和S.T.Chubb,V.Y.F。tan和M. Tomamichel Communications在数学物理学355,3(2017)ARXIV:1701.03114 3)汉密尔顿C.T.的近似对称性。Chubb和S.T. Chubb和S.T.Chubb和S.T.Chubb和S.T.Chubb和S.T.Flammia数学物理学杂志58,082202(2017)ARXIV:1608.02600 1)计算多项式时间中散发旋转链的退化地面空间。Flammia Chicago理论计算机科学杂志2016,9(2016)Arxiv:1502.06967
项目详情:目前,全球范围内正在开发用于量子技术的原子平台,例如原子钟、量子重力仪和加速度计以及原子干涉仪。但测量通常非常耗时且成本高昂,而用于后处理时间序列的最先进的算法在数值上要求很高。尽管过去二十年一直专注于使用测量相位参数的量子干涉仪进行传感,但对于自然界基本理论中出现的大多数可观测量,例如磁场、凝聚态分数和化学势,尚不存在最佳估计理论。最近,安德斯教授的团队开发了全局量子测温法 [1],这是一种用于温度估计的尺度尊重框架,也是相位估计之外的估计理论的第一个原型。这种现代温度估计策略充分利用了估计参数的对称性,并采用了贝叶斯推理技术。真正的优势在于它可以指导如何在实验测量中选择控制参数,以便在有限的资源下最大限度地获得信息增益。正如 [2] 中利用伯明翰大学进行的钾 (K) 实验的一组预先存在的数据所证明的那样,可以使用全局量子测温框架先验地优化释放-重新捕获冷原子实验的等待时间。最近,安德斯教授及其同事使用诺丁汉大学的冷原子平台将这种新的全局估计技术扩展到完全不同的量——原子数的测量,发现与以前的传感技术相比,精度提高了五倍 [3]。本理论项目将建立使用磁力仪和陀螺仪同时估计磁场和惯性旋转的最佳策略。这些策略将用于减少正在进行的原子实验中准确估计参数所需的数据数量,因为获取大量数据集的成本可能高得令人望而却步。学生的目标之一是推广最近开发的用于估计位置同构参数的框架 [4]。目标是找出可适用于量子技术中除相位之外的任何相关参数的最佳量子估计策略的方程。这将涉及变分法、群对称性和信息几何等分析技术。后续目标是调整理论框架,使其适用于正在进行的原子磁力仪实验 [5]。这还将涉及使用预测的量子估计策略分析原型量子磁力仪产生的时间轨迹。目标是确定此类策略是否能够实际降低磁场和惯性参数估计的不确定性。预计将与目前正在开发量子磁力仪的实验团队合作。[1] J. Rubio、J. Anders、LA Correa,PRL 127,190402 (2021) [2] J. Glatthard 等人,PRX Quantum 3,040330 (2022) [3] 通过自适应对称信息贝叶斯策略将冷原子实验的精度提高五倍,M. Overton 等人,arXiv:2410.10615 (2024)。[4] J. Rubio,Phys. Rev. A 110,
