从图中可以明显看出6(a),极化随温度升高而降低。对于在可耐受范围内的输出,电路的运行温度为1至9K。在该温度框架内,记录的最低能量为0.0237 eV,如图6(b)。扭结能量的计算在基于QCA的设计电路中很重要。扭结能量是两个相邻或相邻细胞之间的能量差。两个细胞之间的扭结能取决于QCA细胞的维度以及相邻细胞之间的间距。它与温度无关。它是设计稳定性的最显着参数之一。具有最低扭结能量的状态是最稳定的状态。使用公式:
通过这项最新工作,该团队开发了一种方法来调整现有的大脑解码器,对艰难的方式进行训练,并在观看短暂而无声的视频(例如Pixar Shorts)的同时,在fMRI扫描仪中只有一个小时的培训。研究人员开发了一种转换器算法,该算法学习如何将新人的大脑活动映射到以前用于训练大脑解码器的活动的人的大脑上,从而在与新人的一小部分中导致了类似的解码。
过去几年,谷歌人工智能部门一直在开发和研究一款名为 Sycamore 的量子计算机。为了进行量子计算,它使用多个硬件量子位创建单个逻辑量子位,这些量子位用于运行程序,同时执行错误校正。在这项新工作中,该团队开发了一种查找和纠正此类错误的新方法,并将其命名为 AlphaQubit
现代候选候选物的现代平台,例如被困的离子或神经原子,可以通过穿梭量允许遥远的物理速度之间的长距离连通性。这为远处逻辑量子位之间的横向逻辑cnot门开辟了道路,从而在该控制和目标逻辑Qubits上的每个相应的物理量子之间执行物理cnot门。但是,横向cnot可以从一个逻辑量子频率传播到另一个逻辑量子,从而导致logimal Qubits之间的误差相关。我们已经开发了一个多通迭代解码器,该解码器分别解码每个逻辑量子量子,以处理这种符合的误差。我们表明,在电路级别的噪声和O(1)代码周期下,阈值仍然可以持续存在,并且逻辑错误率将不会显着分级,与p⌊d
现代候选候选物的现代平台,例如被困的离子或神经原子,可以通过穿梭量允许遥远的物理速度之间的长距离连通性。这为远处逻辑量子位之间的横向逻辑cnot门开辟了道路,从而在该控制和目标逻辑Qubits上的每个相应的物理量子之间执行物理cnot门。但是,横向cnot可以从一个逻辑量子频率传播到另一个逻辑量子,从而导致logimal Qubits之间的误差相关。我们已经开发了一个多通迭代解码器,该解码器分别解码每个逻辑量子量子,以处理这种符合的误差。我们表明,在电路级别的噪声和O(1)代码周期下,阈值仍然可以持续存在,并且逻辑错误率将不会显着分级,与p⌊d
表面码纠错为实现可扩展容错量子计算提供了一种非常有前途的途径。当作为稳定器码运行时,表面码计算包括一个综合征解码步骤,其中使用测量的稳定器算子来确定物理量子比特中错误的适当校正。解码算法已经取得了长足的发展,最近的研究结合了机器学习 (ML) 技术。尽管初步结果很有希望,但基于 ML 的综合征解码器仍然局限于小规模低延迟演示,无法处理具有边界条件和晶格手术和编织所需的各种形状的表面码。在这里,我们报告了一种可扩展且快速的综合征解码器的开发,该解码器由人工神经网络 (ANN) 驱动,能够解码任意形状和大小的表面码,数据量子比特受到各种噪声模型的影响,包括去极化误差、偏置噪声和空间非均匀噪声。解码过程包括由 ANN 解码器进行综合征处理,然后进行清理步骤以纠正任何残留错误。基于对 5000 万个随机量子错误实例的严格训练,我们的 ANN 解码器被证明可以处理超过 1000(超过 400 万个物理量子比特)的代码距离,这是最大的 ML-
通过思维与效应器进行交互,可以使这些患者在日常生活中恢复一定的自主权。例如,基于运动想象的 BCI 已被用于控制脊髓损伤后截瘫或四肢瘫痪患者的上肢( Hochberg 等人, 2012 年; Collinger 等人, 2013 年; Wodlinger 等人, 2014 年; Edelman 等人, 2019 年)、下肢( López-Larraz 等人, 2016 年; He 等人, 2018 年)和四肢( Benabid 等人, 2019 年)的假肢或外骨骼。在本研究中,我们重点研究基于皮层脑电图 (ECoG) 的运动 BCI,这是一种很有前途的工具,与更具侵入性的方法相比,它可以实现神经假体控制的连续 3D 手部轨迹解码,同时降低植入风险 ( Volkova 等人,2019)。BCI 记录神经元活动并将其解码为效应器的控制命令。解码器通常以监督的方式使用机器学习算法进行训练。在绝大多数研究中,由于对记录的访问有限,训练数据集受到严格限制。同时,数据集大小是机器学习分析中的一个重要因素,会极大地影响整个系统的性能。与最近的计算机视觉和自然语言处理研究(Kaplan 等人,2020 年;Rosenfeld 等人,2020 年;Hoiem 等人,2021 年)相比,对于 BCI,很少研究训练数据的最佳数量,即解码器性能在给定应用中达到稳定状态的数量(Perdikis and Millan,2020 年)。尤其是学习曲线,它提供了对模型性能和训练集大小之间关系的洞察,但却很少被提出。学习曲线可用于模型选择、减少模型训练的计算量或估计向训练数据集添加更多数据的理论影响(Viering and Loog,2021 年)。考虑到人类记录的数据集的访问权限有限,最后一点在 BCI 中尤为重要。如果不知道系统性能和数据集大小之间的关系,就很难确定提高解码器准确性的策略:增加训练数据量还是增加模型容量。对于基于 ECoG 的运动 BCI,大多数模型的容量有限。所使用的解码器是卡尔曼滤波器(Pistohl 等人,2012 年;Silversmith 等人,2020 年)并且大多是线性模型的变体(Flamary 和 Rakotomamonjy,2012 年;Liang 和 Bougrain,2012 年;Nakanishi 等人,2013 年、2017 年;Chen 等人,2014 年;Bundy 等人,2016 年;Eliseyev 等人,2017 年)。在大多数这些研究中,解码器优化都是在包含几分钟或几十分钟信号的数据库上进行的。这会产生可用的模型,但并未提供有关可以通过更多数据实现的性能提升的任何信息,也没有比较多个解码器之间的数据量/性能关系。在 BCI 中,模型特征和学习曲线并不是影响解码器性能的唯一因素。人类生成独特脑信号模式的能力对于 BCI 系统至关重要。近年来的研究主要集中在开发越来越高效的解码器上,例如深度学习 (DL)(Bashivan 等人,2015 年;Elango 等人,2017 年;Schirrmeister 等人,2017 年;Du 等人,2018 年;Lawhern 等人,2018 年;Pan 等人,2018 年;Xie 等人,2018 年;Zhang 等人,2019 年;Rashid 等人,2020 年;´ Sliwowski 等人,2022 年),而不是耐心学习或共同适应(Wolpaw 等人,2002 年;Millan,2004 年),尽管一些研究表明
用户意图。基于 SSVEP 与视觉刺激调制频率锁定这一知识,界面通常设置为在场景中具有多个目标,每个目标都标记有一个通过闪烁传递的唯一频率。目标可以是放置在物体上或附近的发光二极管 (LED),以表示潜在动作、物品或到达坐标 [4–7],也可以表示在计算机屏幕上,每个目标块代表 BMI 拼写器中的字符或用于控制计算机或其他设备的命令 [8–10]。为了从界面中呈现的所有目标中识别出用户的预期目标,解码算法会分析包含 SSVEP 的收集到的脑信号的频率成分,并根据主要频率特征做出决策。在典型的 SSVEP 设置中,诱发的 SSVEP 包含刺激频率 𝑓 ,以及该频率的谐波 2 𝑓、3 𝑓,... [1, 11]。传统基于 SSVEP 的 BMI 的局限性之一是目标数量受到 SSVEP 有限的响应范围 [1] 和谐波存在的限制,如果在界面中同时使用某个频率及其谐波,可能会导致错误分类。这减慢了 BMI 在提高命令处理能力(命令数量)方面的发展 [12]。为了解决这个问题,引入了多频 SSVEP 刺激方法,旨在增加在有限频率下可呈现的目标数量 [13–17]。然而,多频 SSVEP 的解码器尚未得到广泛探索。现有的多频 SSVEP 解码器包括基于功率谱密度的分析(PSDA)[15, 17]、多频典型相关分析(MFCCA)[18] 和针对每个单独用户或用例的基于训练的算法 [13, 19]。与两种无需训练的方法相比,基于训练的算法具有更高的分类准确率,但需要为每个用户进行额外的训练和界面设置。PSDA 和 MFCCA 支持即插即用,提高了 BMI 的实用性。然而,PSDA 通常解码准确率有限,因为它没有充分考虑多频 SSVEP 中的复频率特征,这些特征不仅包含刺激频率及其谐波(如单频 SSVEP),还包含刺激频率之间的线性相互作用 [16]。MFCCA 通过在解码中引入线性相互作用而显示出在多频 SSVEP 解码中的优势 [18],但 MFCCA 的一个主要问题是它是基于典型相关分析 (CCA) [20] 开发出来的,具有很高的时间复杂度。 CCA 的渐近时间复杂度为 O ( lD 2 ) + O ( D 3 ) (以 O ( n 3 ) 为界,其中 n 表示解码时的输入大小),其中 l
其中 p I + p X + p Y + p Z = 1。我们主要考虑去极化噪声的情况 p X = p Y = p Z = p / 3,p I = (1 − p )。▶ 众所周知 1 使用随机 Clifford 单位向量进行编码,可以实现称为哈希界限的速率
量子纠错技术是消除量子计算机运行时噪声的重要方法。针对噪声带来的问题,本文利用强化学习对Semion码的缺陷进行编码,并利用经验重放技术实现译码器的设计。Semion码是与Kitaev toric码具有相同对称群Z 2 的量子拓扑纠错码,利用纠错码的拓扑特性将量子比特映射到多维空间,计算出译码器的纠错准确率为77.5%。计算拓扑量子Semion码的阈值,根据码距的不同,得到不同的阈值,当码距为d = 3, 5, 7时,p阈值= 0.081574,当码距为d = 5, 7, 9时,p阈值= 0.09542。并设计Q网络来优化量子电路门的代价,比较不同阈值下代价降低的大小。强化学习是设计Semion码译码器、优化数值的重要方法,为未来的机器工程译码器提供更通用的错误模型和纠错码。