多路复用操作和对多个陷阱站点的扩展相干控制是大规模体系结构中陷阱离子处理器的基本要求。在这里,我们使用具有积分光子组件的表面电极陷阱来证明这些构建块,这些陷阱可扩展到大量区域。我们在两个区域中使用集成光实施了一个拉姆西序列,分别为375μm,在脉冲之间在200μs中从一个区域转移到另一个区域。为了在运输过程中实现低运动激励,我们开发了用于测量和减轻用于将集成光传递到离子的裸露介电表面的影响的技术。我们还证明了在具有低光学串扰的单独区域中对两个离子的同时控制,并使用它执行同时光谱,以将两个位点之间的场噪声相关联。我们的工作展示了集成光子离子陷阱系统中的第一个运输和连贯的多ZONE操作,这为在被困的离子量子量耦合器件架构中进一步扩展构成了基础。
近年来,量子机器学习在理论和实践方面取得了长足的发展,已成为量子计算机在现实世界中应用的有希望的领域。为了实现这一目标,我们结合了最先进的算法和量子硬件,为量子机器学习应用提供了实验演示,并可证明其性能和效率。具体来说,我们设计了一个量子最近质心分类器,使用将经典数据高效加载到量子态并执行距离估计的技术,并在 11 量子比特离子阱量子机上进行了实验演示,其准确度与经典最近质心分类器的准确度相当,可用于 MNIST 手写数字数据集,并可实现 8 维合成数据的准确度高达 100%。
量子计算利用量子比特的量子现象(叠加和纠缠)执行复杂的计算任务 [4]。在过去的几十年中,各种各样的量子比特已经被实现,包括超导量子比特 [2],[5],半导体量子点 [6],[7] 和捕获离子量子比特 [8]。在上述量子比特中,捕获离子量子比特因其在量子纠缠中的高保真度而备受关注,因为捕获离子本质上是相同的 [9]。为了将捕获离子量子比特应用于量子计算设备,霍尼韦尔将 QCCD(量子电荷耦合器件)架构实现到可编程捕获离子量子计算机中。在 QCCD 中,捕获离子量子计算机可以通过将离子阱与用于量子比特光学寻址的光电元件集成到一个紧凑的独立设备中来实现。据报道,QCCD 实现了 2 4 的量子体积测量,并且几乎不存在串扰 [10]。
在选定的量子状态下制备分子离子的能力可以在化学,计量学,光谱,量子信息和精度测量等领域进行研究。在这里,我们在分子束和离子陷阱中演示了(2 + 1)氧气增强的多光电离(REMPI)。REMPI频谱中的两光子转变是旋转分辨的,从而使从O 2的选定的Rovintarational态电离。拟合在此频谱上确定O 2 D1πg状态的光谱参数,并解决有关其带源的文献中的差异。被捕获的分子离子被共捕获的原子离子冷却。荧光质谱法非损坏性证明了光电离O + 2的存在。我们讨论了最大化地面旋转状态产生离子比例的策略。对于(2 + 1)通过d1πg状态,我们表明,在低于50 K的旋转温度下,Q(1)过渡是中性O 2的首选,而在较高温度下,O(3)过渡更适合。状态选择性负载和对捕获分子离子的无损检测的组合具有光学时钟,基本物理测试以及化学反应的控制中的应用。
在全球范围内和不同频率下,发生了许多天然灾难,包括地震,火灾事故,野火,洪水,海啸和火山活动。这些事件导致建筑物和其他人造基础设施崩溃。在紧急情况下寻找和定位受害者是最艰巨的任务之一,尤其是当受害者被埋葬在碎片下时。必须在现代发展救灾技术。即使已经以生命体征,图像和信号处理以及基于机器学习的救灾技术进行了进步,但必须做更多的工作,尤其是在像非洲这样的地区经常发生建筑物倒塌的地区。这项工作使用非视线(NLOS)人类检测信号数据集来改善建筑物崩溃后的分类和本地化。循环。这项工作使用非视线(NLOS)人类检测信号数据集来改善建筑物崩溃后的分类和本地化。已经检查了23,552个实例后,使用递归特征消除(RFE)实现了尺寸的降低。减少的数据集的支持向量机(SVM)分类产生的精度为82.76%。使用尖端方法的比较评估显示了所提出的方法的成功程度;这些方法改善了搜索和救援(SAR)操作的理论基础和实际应用。关于结构崩溃后受害者预测,认同和本地化的实际方法,这些发现对搜救(SAR)团队具有重要意义。
电子转移是许多基本物理、化学和生物化学过程的核心,这些过程对生命至关重要。这些反应的精确模拟常常受到大量自由度和量子效应的阻碍。在这里,我们使用多种离子阱晶体通过实验模拟了分子电子转移的典型模型,其中供体-受体间隙、电子和振动电子耦合以及池弛豫动力学都可以独立控制。通过操纵基态和光学量子比特,我们观察到自旋激发的实时动态,测量了几种绝热和弛豫动力学状态下的传输速率。我们的研究结果为日益丰富的分子激发转移过程模型提供了试验场,这些模型与分子电子学和光收集系统有关。
摘要:宿主细胞蛋白(HCP)是可能影响生物治疗剂的安全性,功效和质量的关键质量属性。标记 - 游离shot弹枪蛋白质组学是HCP监测的至关重要方法,但是选择串联质谱(MS/MS)搜索算法直接影响识别深度和定量可靠性。在这项研究中,六种突出的MS/MS搜索工具(Mascot,Maxquant,Experromine,Fragpipe,byos和Peaks)是系统上基准的,因为它们在与中国仓鼠卵巢细胞的同位素标记的蛋白质上的复杂样品上的性能进行了基准测试,该蛋白质是使用羊毛hamster卵巢细胞的,使用了诱捕的离子移动性表述和平行的仿制模式,并依赖于数据划分,并逐渐划分。关键性能指标,包括肽和蛋白质识别,数据提取精度,变化精度,线性和测量真实。使用Hamiltonian Monte Carlo采样的贝叶斯建模框架可通过后验概率校准以及局部错误的发现率来稳健地估计折叠式均值和方差。通过预期效用最大化实施的贝叶斯决策理论用于平衡准确性与后部不确定性,从而对每个工具的性能进行了概率评估。通过这种累积分析,可以观察到跨工具的变异性:一些在识别敏感性和蛋白质覆盖范围方面表现出色,有些在定量准确性方面具有最小的偏见,并且有一些在跨指标之间提供了平衡的性能。这项研究建立了一个严格的数据驱动框架,用于工具基准测试,为选择适合HCP监测生物制药开发中的HCP监视的MS/MS工具提供了见解。
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。
摘要 量子信息处理的未来需要稳定的硬件平台来可靠、低错误率地执行量子电路,以便在其基础上构建工业应用的解决方案。与其他平台一样,离子阱量子计算目前被证明非常适合从桌面实验室实验过渡到机架式本地系统,这些系统允许在数据中心环境中运行。在数据中心内的量子计算机上成功实现工业应用之前,需要解决几个技术挑战,并需要优化和自动化控制许多自由度。这些必要的发展包括从根本上定义所支持指令集的离子阱架构、限制量子比特操作质量的控制电子设备和激光系统,以及基于量子比特属性和门保真度的量子电路优化编译。在本章中,我们介绍了离子阱量子计算平台,介绍了 Alpine Quantum Technologies 离子阱硬件和机架式量子计算系统的当前技术水平,并重点介绍了执行堆栈的各个部分。
