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CNOT 门量子电路
受控 Pauli-X 门，也称为 CNOT 门，是量子电路中非常常见且有用的门。这种门涉及 -量子比特系统中的两个量子比特 i 和 j。两个量子比特中的一个（称为量子比特 i ）是目标量子比特，而另一个量子比特起控制作用。当控制量子比特 j 处于 | 1 ⟩ 状态时，将 Pauli-X 门（即非门）应用于目标量子比特 i ，该门会被翻转。当量子比特 j 处于 | 0 ⟩ 状态时，量子比特 i 不会发生任何事情。实际上，CNOT 门在量子计算和量子信息领域至关重要。事实上，单量子比特幺正门和 CNOT 门一起构成了量子计算的通用集：-量子比特系统上的任何任意幺正操作都可以仅使用 CNOT 门和单量子比特幺正门来实现（有关这一重要结果的完整证明，请参阅 [29，第 4.5.2 节]）。 因此，在当前的实验量子机中，许多多量子比特门都是使用 CNOT 门和其他单量子比特门实现的。 在图 3 中，我们给出了这种实现的几个经典示例：可以使用 3 个 CNOT 门模拟 SWAP 门，可以通过 2 个 Hadamard 单量子比特门和一个 CNOT 门实现受控 Pauli-Z 门。 例如，这些实现用于 IBM 超导 transmon 设备（www.ibm.com/quantum-computing/）。
社论：哺乳动物大脑中GABA能抑制回路的组装，可塑性和功能的细胞和分子机制
通过GABA能中间神经元（INS）抑制法规在正常大脑中的复杂神经计算中起着至关重要的作用，其畸形和功能错误会导致多种脑部疾病（Del Pino等，2018; Frye等，2016; kepecs and 2016; Kepecs and 2014; kepecs and fishell，2014; theanno; theang; theang; ealig; al ang e e eT; Al。，2016）。在过去的二十年中，在理解GABA能抑制回路的发展，可塑性，功能和病理相关性方面取得了显着进展。尤其是单细胞OMICS，遗传靶向，体内成像，功能操纵和行为分析的最新技术进步，我们在亚型中的知识已经爆炸。文章的研究主题，包括七篇原始研究论文和两项评论，其主题是“哺乳动物大脑中GABA能抑制回路的组装，可塑性和功能的主题”主题，突显了我们要走多远，以及我们需要走的地方。这些报告全面讨论了有关GABA能抑制系统的主题，从细胞类型的规范，突触组件和功能多样性到其在健康和疾病中的作用。总体目标是解开无数的INS将自己编织到功能电路中，这是理解皮质抑制的力量和脆弱性的核心。The challenging but essential tasks for dissecting the inhibitory system is to disentangle intricate inhibitory circuits consisting of diverse GABAergic IN subtypes ( Bandler et al., 2017 ; Hu et al., 2017 ; Lodato and Arlotta, 2015 ; Miyoshi, 2019 ; Pelkey et al., 2017 ).Machold和Rudy回顾了由转录组学和发育起源定义的亚型皮质和海马的新兴观点，并突出了一种用于靶向亚型特定的遗传工具包，以及每种方法固有的技术考虑因素。
降低了地下设施中的放射性对量子电路的影响
由于超导电路的量子相干时间已从纳秒秒增加到数百微秒，因此目前是量子信息处理的领先平台之一。但是，连贯性需要通过磁性命中率进一步改进，以减少当前误差校正方案的高度硬件开销。达到此目标的呈铰链，以降低破碎的库珀对的密度，所谓的准颗粒。在这里，我们表明环境放射性是非quilibrium准粒子的重要来源。此外，电离辐射在同一芯片上引入了谐振器中时间相关的准粒子突发，从而进一步使量子误差校正复杂化。在深层铅屏蔽的低温恒温器中运行，将准粒子的爆发速率降低了三十个，并将耗散降低到一个因子四，从而显示了减排在将来的固态量子硬件中减少辐射的重要性。
用于连续变量实验的 LiNbO 3 基集成光路中的光折变效应
我们研究了光折变效应对用于连续变量片上实验的铌酸锂集成量子光子电路的影响。研究了电路的主要构建块，即腔体、定向耦合器和周期性极化非线性波导。这项工作表明，即使光折变效应弱于空间模式跳跃，它们也可能影响片上量子光子学实验的成功。我们详细描述了导致识别此可能问题的表征方法。我们还研究了设备加热在多大程度上代表了抵消此影响的可行解决方案。我们重点研究了 775 nm 光引起的光折变效应，背景是 1550 nm 电信波长的非经典光的产生。
纳米聚焦X射线束可重新编程安全电路
硬件安全实验室和破坏最新电路处理的需求导致了对新扰动方法的不断研究。Skorobogatov 和 Anderson [1] 揭示了使用可见光和红外光的可能性。故障分析界已经对这种物理现象进行了研究和解释 [2–5]。激光可以同步和聚焦，以诱发瞬态故障。在安全评估实践中，这些故障可能会产生强大的效果。电磁辐射扰动为电路破坏提供了新的突破口 [8, 6, 7]。这种方法可能不如光那么通用，但也能产生非常有趣的结果。对电路的访问限制较少，不一定需要拆开包装。为了继续研究扰动的波长谱，这里建议先了解一下 X 射线的可能性。过去曾分析过 X 射线与电子电路的相互作用 [9–12]，但其在安全性评估中的应用主要局限于芯片和封装成像，并被提及为一种扰动手段，但没有实际效果。聚焦于被测设备的特定区域可以看作是扰动技术的关键点。最终的挑战可能是聚焦到激进技术节点上的单个晶体管。同步加速器设备能够利用 X 射线辐射实现这一目标。
运动皮质电路受到不同运动强度的唯一影响
。cc-by-nc-nd 4.0国际许可证（未经同行评审证明）获得的是作者/资助者，他授予Biorxiv授予Biorxiv的许可，以永久显示预印本。这是该版本的版权持有人，该版本发布于2025年1月25日。 https://doi.org/10.1101/2025.01.24.634315 doi：Biorxiv Preprint
体外功能神经回路构建与建模研究进展
摘要 多年来，神经元的培养和组装技术不断进步，使我们距离构建功能和结构模仿脑各部分的神经回路更近了一步。从神经元的原代培养开始，神经元培养物的制备技术取得了长足的进步。干细胞研究和脑器官的发展为生成三维人体神经回路开辟了一条新途径。随着生物学的进步，工程技术的进步为神经回路结构的构建铺平了道路。在本文中，我们概述了研究进展，并讨论了体外神经回路的前景及其获得功能的能力和潜力。通过神经科学、干细胞生物学、组织工程、电子工程和计算机科学等不同主要学科的融合发展，将能够构建具有复杂高阶功能的体外神经回路。
开放边界驱动量子电路的可积性
在本文中，我们讨论了具有开放边界条件的量子比特（自旋 1/2）双量子电路的杨-巴克斯特可积性问题，其中两个电路复制品仅在左边界或右边界耦合。我们研究了体积由自由费米子 XX 类型或相互作用 XXZ 类型的基本六顶点幺正门给出的情况。通过使用 Sklyanin 的反射代数构造，我们获得了此类设置的边界杨-巴克斯特方程的最一般解。我们使用此解从转移矩阵形式构建具有两步离散时间 Floquet（又名砖砌）动力学的可积电路。我们证明，只有当体积是自由模型时，边界矩阵通常才是不可分解的，并且对于特定的自由参数选择会产生具有两个链之间边界相互作用的非平凡幺正动力学。然后，我们考虑连续时间演化的极限，并在 Lindbladian 设置中给出一组受限边界项的解释。具体来说，对于特定的自由参数选择，解对应于开放量子系统动力学，源项表示从自旋链边界注入或移除粒子。
约瑟夫森电路的能量参与量化
结合非线性设备（如约瑟夫森结）的超导微波电路是新兴量子技术的主要平台。电路复杂性的增加进一步需要有效的方法来计算和优化多模分布式量子电路中的频谱、非线性相互作用和耗散。在这里，我们提出了一种基于电磁模式下耗散或非线性元件的能量参与比 (EPR) 的方法。EPR 是一个介于 0 和 1 之间的数字，它量化了每个元件中存储的模式能量。EPR 遵循通用约束，并根据一个电磁本征模式模拟计算得出。它们直接导致系统量子汉密尔顿和耗散参数。该方法提供了一种直观且易于使用的工具来量化多结电路。我们在各种约瑟夫森电路上对这种方法进行了实验测试，并在十几个样本中证明了非线性耦合和模态汉密尔顿参数在几个百分比内的一致性，能量跨越五个数量级。
碳化硅纳米线场效应晶体管在集成电路和传感应用方面的进展
摘要。块体碳化硅 (SiC) 的优越物理特性以及一维 (1D) 纳米结构特定物理特性的预期增强，激发了一系列针对纳米线 (NW) 制造和特性以及其在器件中的应用的研究。SiC 纳米线场效应晶体管 (NWFET) 是研究 SiC NW 在外部刺激（如电场）（集成电路中的应用）或 NW 表面上存在力或化学/生物物种（传感器中的应用）时在不同温度下的电特性的理想器件概念。SiC NW 量子传输建模的初步报告揭示了实现与 Si 基 NWFET 相当性能的前景。然而，实验性的 NWFET 演示表现出较低的载流子迁移率、I ON /I OFF 比和跨导 (gm ) 值，这对其进一步发展构成了障碍。低性能主要源于高度无意掺杂和未优化的 SiO 2 /SiC NW 界面。事实上，由于缺乏对 SiC NW 自下而上的生长过程的严格控制，导致非常高的载流子浓度（主要源于无意掺杂）接近退化极限。高密度陷阱和固定电荷的低界面质量导致栅极电场屏蔽，并表明需要进一步研究 SiO 2 /SiC NW 界面。由于这两种影响，即使在非常高的栅极电压下也无法实现器件关断。目前，只有在源/漏极 (S/D) 区域具有肖特基势垒 (SB) 的背栅极 NWFET 才表现出明确的关断和改进的性能，这要归功于通过全局栅极作用间接调制漏极电流，从而调节 S/D 区域的 SB 透明度。