问题6。量子计算的重要结果是H,CNOT和Pauli Gates并非通用量子计算。实际上,可以通过经典计算机有效地模拟由这些门组成的任何量子电路(以及计算基础上的标准输入状态和测量值)!此结果称为Gottesman-Knill定理。此问题的目的是证明定理背后的关键结果。
为量子电路制造空中桥梁 学期项目 一般信息 实验室:混合量子电路实验室 (HQC) 主管:Simone Frasca 博士 地点:EPFL PH、EPFL CMi 开始日期:尽快 联系方式:simone.frasca@epfl.ch 动机 量子技术正在开辟计算和传感领域的新前沿,共振结构在其中许多突破中发挥着至关重要的作用。但是,随着我们突破量子系统的可能性极限,我们面临着新的挑战,例如紧密排列的谐振器之间的干扰。这些不必要的共振被称为槽模式,它们会干扰读出电子设备,从而严重破坏量子性能。值得庆幸的是,研究人员找到了一个解决方案:空中桥梁。通过将传输线的两侧接地,空中桥梁可减少杂散电感,并将槽模式的共振频率推到量子应用感兴趣的频谱之外。利用这种技术,我们可以扩展量子元素的数量,而不需要多条低温管线,为量子计算和传感开辟新的可能性。
二维(2D)半导体在高性能电子中的实际应用需要与大规模和高质量的电介质进行整合 - 然而,由于它们的悬空无键,这是迄今为止的挑战。在这里,我们报告了一种干介电整合策略,该策略使晶圆尺度和高κ电介质在2D半导体之上转移。通过使用超薄缓冲层,可以预处理下沉积,然后在MOS 2单层的顶部进行机械干燥转移。转移的超薄电介质纤维可以保留晶圆尺度的晶格和均匀性,而无需任何裂缝,表明高达2.8μf/cm 2的电容,等效的氧化物厚度降至1.2 nm,泄漏率降至1.2 nm,泄漏的电源量〜10-7 A/cm 2。Fab的顶栅MOS 2晶体管显示出固有的特性,而没有掺杂效应,启示率为〜10 7,子阈值向下旋转至68 mV/ dec,最低的界面状态为7.6×10 9 cm-2 ev-1。我们还表明,可扩展的顶门阵列可用于构建功能逻辑门。我们的研究为使用具有良好控制厚度,均匀性和可扩展性的行业兼容的ALD工艺提供了可行的途径。
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1 德国图宾根马克斯普朗克生物控制论研究所认知过程生理学系,2 德国图宾根大学认知和系统神经科学 IMPRS,3 法国图宾根大学、法国原子能委员会、法国国家科学研究院、巴黎萨克雷大学、NeuroSpin 中心认知神经影像学部,91191 Gif/Yvette,4 中国科学院脑科学与智能技术卓越中心 (CEBSIT) 国际灵长类脑研究中心 (ICPBR),上海 201602,5 奥地利科学技术研究所 (IST Austria),奥地利克洛斯特新堡,6 英国曼彻斯特大学生物医学成像研究所成像科学中心,7 德国图宾根马克斯普朗克智能系统研究所和 MPI-ETH 学习系统中心经验推理系
现代人类的大脑已经发展出了显着的计算能力,从而启用了更高的认知功能。这些能力与大脑皮层的大小和连通性的增加紧密相关,这被认为是由于皮质发育机制的进化变化而产生的。进化基因组学,发育生物学和神经科学方面的收敛进步最近使基因组变化成为了皮质发育的人类特异性修饰符。这些修饰符会影响皮质发生的大多数方面,从皮质神经发生的时间和复杂性到突触发生和皮质回路的组装。皮质生成的人类特异性遗传修饰剂的突变已经开始与神经发育疾病有关,提供了其生理相关性的证据,并暗示了人脑的演变与特定疾病的敏感性之间的潜在关系。
摘要 我们在此讨论在量子计算机上处理量子多体问题时与其对称性相关的一些方面。回顾了与对称性守恒、对称性破缺和可能的对称性恢复有关的几个特点。在简要讨论了一些与多粒子系统相关的标准对称性之后,我们讨论了在量子分析中直接编码某些对称性的优势,特别是为了减少量子寄存器大小。然而众所周知,当自发对称性破缺发生时,使用对称性破缺状态也可以成为一种独特的方式来纳入特定的内部相关性。这些方面是在量子计算的背景下讨论的。然而,只有当最初破缺的对称性得到适当恢复时,才能精确描述量子系统。介绍了几种在量子计算机上执行对称性恢复的方法,例如,通过 Grover 算法净化状态、结合使用 Hadamard 测试和 oracle 概念、通过量子相位估计和一组迭代独立的 Hadamard 测试进行对称性过滤。
保护定律可以限制孤立的量子系统中的纠缠动态,这体现在更高的rényi熵下。在这里,我们在用U(1)对称性的一类远程随机电路中探索了这种现象,其中可以从扩散到超级延伸到超级开发。我们揭示了不同的流体动力方案根据s(t)∝ t 1 / z在渐近纠缠生长中反映自己,其中动态运输指数z取决于跨越距离r的概率∝ r -α。对于足够的小α,我们表明流体动力模式的存在变得无关紧要,因此S(t)在具有和没有保护定律的电路中的行为相似。我们用u(1) - 对称的克利福德电路中的抑制操作员来解释我们的发现,在这些电路中可以在经典的莱维(Lévy)飞机的背景下理解新兴的光锥。我们的字母阐明了Clifford电路与更通用的多体量子动力学之间的连接。
人类大脑是发育过程中最复杂的结构。揭示特定神经网络的个体发生和内在组织可能是理解不同大脑区域生理病理方面的关键。皮质-丘脑和丘脑-皮质 (CT-TC) 回路处理和调节觉醒、睡眠和记忆等基本任务,它们的改变可能导致神经发育和精神疾病。据报道,这些病理会影响特定的神经群体,但也可能广泛改变生理连接,从而导致大脑网络生成、通信和功能失调。更具体地说,据报道,CT-TC 系统在影响高级大脑功能的疾病中受到严重影响,例如精神分裂症 (SCZ)、双相情感障碍、自闭症谱系障碍或癫痫。在这篇综述中,重点将放在 CT 的发展,以及用于揭示和理解其分子和细胞机制的模型上。除了动物模型之外,我们还将讨论先进的体外平台,例如源自人类多能干细胞的脑类器官,这些模型对于揭示人类神经网络的建立仍然至关重要。事实上,类器官和组装体是研究和加速 CT 发育及其功能障碍基础研究的独特工具。然后,我们将讨论最近的前沿贡献,包括计算机模拟方法,涉及在生理和病理条件下生成连接图的 CT-TC 回路的个体发生、规范和功能。
成年果蝇的抽象蘑菇体(MB)具有成千上万个肯尼因神经元的核心;早期出生的G类的轴突形成一个内侧叶,而后来出生的α'β”和αβ类形成内侧和垂直叶。幼虫仅用γ神经元孵化,并使用其γ神经元的幼虫特异性轴突分支形成垂直叶“ facsimile”。MB输入(MBIN)和输出(MBON)神经元将Kenyon神经元裂片分为离散的计算室。幼虫有10个这样的隔室,而成年人有16个。我们确定了定义10个幼虫室的32个Mbons和Mbins中的28个命运。随后将七个箱子纳入成人MB;他们的四个Mbins死亡,而12个Mbins/ Mbons重塑以在成人隔室中起作用。其余三个隔间是特定于幼虫的。在变形时,它们的MBIN/MBONS跨不同分化,将MB留给其他成人脑电路。成人垂直裂片是使用从成人特异性神经元池招募的Mbons/Mbins制成的。细胞死亡,隔室转移,跨差异和募集新神经元的结合导致没有通过变质维持幼虫mbin-mbon连接。在这个简单的层面上,我们没有发现从幼虫到成人的记忆痕迹的解剖基板。反差异神经元的成年表型代表其进化的祖先表型,而其幼虫表型是幼虫阶段的衍生象征。这些细胞主要出现在也产生永久MBIN和MBON的谱系中,这表明幼虫指定因子可以允许与出生或同胞身份相关的信息以幼虫的修改方式解释,以使这些神经元获得幼虫表型修饰。变形时这种因素的丧失允许这些神经元恢复其在成年人中的祖先功能。