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利用原子集合实现长距离量子通信的快速而稳健的方法
量子中继器可以在量子系统之间建立长距离纠缠，同时克服诸如光纤中单光子的衰减等困难。最近，有人提出了一种基于原子集合和线性光学中的单量子位的中继器协议实现（Duan 等人，Nature London 414, 413 2001）。受该协议实现的快速实验进展的推动，我们在此开发了一种更有效的方案，该方案与任意错误的主动净化兼容。使用与早期协议类似的资源，我们的方法本质上净化了逻辑子空间中的泄漏以及逻辑子空间内的所有错误，从而在实验效率低下的情况下大大提高了性能。我们的分析表明，我们的方案可以在 1280 公里的距离上每 3 分钟生成大约一对，保真度 F 78% 足以违反贝尔不等式。
使用 GuideScan2 进行全基因组 CRISPR 引导 RNA 设计和特异性分析
基于 CRISPR 的技术已经改变了生命科学，并在治疗学开发中显示出良好的前景 [1]，全基因组 CRISPR 筛选通常用于无偏识别各种细胞表型的调节因子。然而，为基于 CRISPR 的基因组扰动设计高效且特异的向导 RNA (gRNA) 带来了计算挑战。不必要的 gRNA 脱靶会导致靶向效率低下以及产生基因毒性，而脱靶信息不完整会导致实验结果的误解 [2]。我们之前开发了 Guide-Scan [3] 用于可扩展的 gRNA 设计，我们和其他人已经证明 GuideScan 在枚举潜在脱靶和估计 gRNA 特异性方面比其他工具更准确 [3, 2]。一个关键的观察结果是，其他 gRNA 设计工具使用的短读比对器虽然对于典型的读取计数量化任务非常有效，但不能详尽地计算次优比对，甚至不能计算多个读取。
用于推理的脑启发硬件解决方案......
由于浮点运算需要大量资源，使用传统计算范式在贝叶斯网络中实现推理（即计算后验概率）在能源、时间和空间方面效率低下。脱离传统计算系统以利用贝叶斯推理的高并行性最近引起了人们的关注，特别是在贝叶斯网络的硬件实现方面。这些努力通过利用新兴的非易失性设备，促成了从数字电路、混合信号电路到模拟电路的多种实现。已经提出了几种使用贝叶斯随机变量的随机计算架构，从类似 FPGA 的架构到交叉开关阵列等受大脑启发的架构。这篇全面的评论论文讨论了考虑不同设备、电路和架构的贝叶斯网络的不同硬件实现，以及解决现有硬件实现问题的更具未来性的概述。
增材制造合金的腐蚀和磨损研究综述
采用增材制造工艺生产的产品已引起工程、医疗保健和整个社会的高度关注。然而，人们对增材制造合金的失效知之甚少，尤其是大多数工程应用中常见的腐蚀和磨损。这种合金的随意和低效使用引发了人们对安全性、兼容性、可靠性、成本和消费者满意度的担忧。为了解决这些问题，我们根据已发表的文献研究了通过增材制造制造的合金最常见的失效模式——腐蚀和磨损的机制。研究发现，加工条件对合金的微观结构以及耐腐蚀和耐磨性有着深远的影响。由于层状结构，腐蚀和磨损的起始和发展都表现出各向异性行为。本综述的见解可作为最先进技术的参考，并有助于开发未来具有更好耐腐蚀和耐磨性能的增材制造合金。[DOI：10.1115/1.4050503]
基于人工智能的语言模型助力药物发现和开发
新药的发现和开发成本高、耗时且效率低下，过程中还会有很多失败。在人工智能 (AI) 的支持下，语言模型 (LM) 改变了自然语言处理 (NLP) 的格局，为更有效地改变治疗开发提供了可能性。在这里，我们总结了人工智能驱动的语言模型的进展及其辅助药物发现和开发的潜力。我们重点介绍了人工智能驱动的语言模型在靶标识别、临床设计、监管决策和药物警戒方面的机会。我们特别强调了人工智能驱动的语言模型在开发 2019 年冠状病毒 (COVID-19) 新疗法策略中的潜在作用，包括药物再利用，这可以推广到其他有可能引起大流行的传染病。最后，我们列出了剩余的挑战并提出了可能的改进解决方案。
嵌合RNA：DNA TracrRNA提高同源性
摘要 近 90% 的人类致病突变是由微小的基因变异引起的，有效纠正这些错误的方法至关重要。进行微小 DNA 改变的一种方法是提供单链寡脱氧核苷酸 (ssODN)，该单链寡脱氧核苷酸包含一个改变，并在基因组的目标位点处与靶向双链断裂 (DSB) 相结合。将 ssODN 供体与 CRISPR-Cas9 介导的 DSB 结合是引入微小改变的最简化方法之一。然而，在许多系统中，这种方法效率低下，并且会在基因连接处引入不精确的修复。我们在此报告一种使用 ssODN 和 CRISPR-Cas9 的时空定位来改进基因改变的技术。我们表明，通过将 ssODN 模板与反式激活 RNA (tracrRNA) 融合，我们可以恢复精确的基因改变，并且在体外和体内的整合度和精确度都有所提高。最后，我们表明该技术可用于与其他基因编辑工具（如转录激活因子如效应核酸酶）一起增强基因转换。
![arxiv：2009.01336v2 [eess.sy] 2021年2月12日](/simg/9\9d81f914dbf4dcdbf60513b687f59e41381383c6.webp)
arxiv：2009.01336v2 [eess.sy] 2021年2月12日
摘要 - 设计可再生的支持政策可以在促进可再生扩展方面发挥领导作用，并促进低排放目标。与此同时，不良设计的政策可能会扭曲电力市场，使电力公用事业公司和发电公司陷入不级别的比赛领域，进而导致不确定的情况。本文提出了一个框架，以优化可再生能源的决策，同时纳入了不同利益相关者的利益和目标。我们制定了一个三级优化问题，每个级别代表一个不同的实体：国家监管机构，电力效用和批发电力市场。为了解决这个三级问题，我们利用了最佳条件，并开发了对双线性术语剪切的列和切割生成（C＆CG）算法的修改。基于ISO新英格兰8区测试系统的案例研究揭示了政策制定者在不同的脱碳目标和实施方案下面临的不同政策权衡。
养殖动物的心血管疾病和繁殖
农场动物中的心血管疾病（CVD），尽管与人类相比研究较少，但较为明显的生殖表现和整体生产力。 这些疾病，包括先天性心脏缺陷，心肌病和血管疾病，可能导致血液循环受损，减少对生殖器官的氧气供应以及代谢失衡。 在繁殖动物中，CVD与由于胎盘灌注不足而导致的受精，胚胎丧失和胎儿发育受损有关。 此外，压力诱导的心血管疾病，特别是在高产生的牲畜，加剧生殖的疾病中。 兽医诊断的进步，包括超声心动图和生物标志物，已改善了CVD的早期检测和管理，有助于减轻其对生殖的影响。 预防策略，例如遗传选择，最佳营养和压力管理，对于维持农场动物的心血管和生殖健康至关重要。 本评论强调了心血管健康与生殖效率之间的互连，强调了对提高牲畜生产率的综合管理方法的需求。农场动物中的心血管疾病（CVD），尽管与人类相比研究较少，但较为明显的生殖表现和整体生产力。这些疾病，包括先天性心脏缺陷，心肌病和血管疾病，可能导致血液循环受损，减少对生殖器官的氧气供应以及代谢失衡。在繁殖动物中，CVD与由于胎盘灌注不足而导致的受精，胚胎丧失和胎儿发育受损有关。此外，压力诱导的心血管疾病，特别是在高产生的牲畜，加剧生殖的疾病中。兽医诊断的进步，包括超声心动图和生物标志物，已改善了CVD的早期检测和管理，有助于减轻其对生殖的影响。预防策略，例如遗传选择，最佳营养和压力管理，对于维持农场动物的心血管和生殖健康至关重要。本评论强调了心血管健康与生殖效率之间的互连，强调了对提高牲畜生产率的综合管理方法的需求。
线性编程方法在构建优化分布式能量的数学模型中的应用
摘要：波兰经济面临着波兰能源未来的巨大挑战。当前的能源系统非常不具备，它消耗了巨大的资源，就像具有较高能源效率的国家一样，可以将其分配给低碳和可再生能源网络的发展。目前，波兰能源部门与煤炭单一文化有关，缺乏电力，整个传输系统已经过时。该解决方案可能是分配的能源，最终可以满足城市化地区和农村地区的能源供应，同时保证这些地区的可持续发展。为了面对更好地理解和解释如此复杂的现实的挑战，因此决定本文的研究框架将在该地区分发。本文的目的是确保在创新，生态学条件下使用当地能源对竞争区域能源开放的能源安全。当前，据信，分布式能量可以是解决常规能源运行问题的有效解决方案。
微生物效率低下的底物使用
微生物从遵循似乎比较偏见的策略的基材中提取能量。超出了所谓的收益率权衡，资源分配模型，该模型着重于将不同的功能作用分配给细胞可以支持的有限数量的酶，提供了一个框架来解释微生物使用微生物的不明显底物。我们在这里回顾了底物转换的相关示例，其中不利用可用能量的重要部分以及资源分配模型如何提供其机械解释，特别是用于开放的混合文化。未来的发展尤其是考虑对不确定环境变化的代谢功能而不是严格固定的最佳目标的挑战，其最终目标是增加资源分配模型的预测能力。最后，我们强调了资源分配的相关性，以理解和启用围绕乳酸的有前途的生物填充平台，这将增加废物到化学生物园林方案的灵活性。