被电磁场捕获的电子和离子长期以来一直是重要的高精度计量仪器,最近也被提议作为量子信息处理的平台。这里我们指出,由于这些系统具有极高的荷质比以及低噪声量子读出和控制,因此它们还可用作高灵敏度的带电粒子探测器。特别是,这些系统可用于检测比典型电离尺度低许多数量级的能量沉积。为了说明,我们提出了一些粒子物理学中的应用。我们概述了一种无损飞行时间测量方法,该方法能够对缓慢移动的准直粒子进行亚 eV 能量分辨率测量。我们还表明,目前的设备可用于对环境暗物质粒子携带小电毫电荷≪ e 的模型提供具有竞争力的灵敏度。我们的计算可能还有助于表征来自带电粒子背景的量子计算机噪声。
2008 年《遗传信息反歧视法案》(GINA)禁止雇主和 GINA 第二章所涵盖的其他实体索要或要求个人或个人家庭成员提供遗传信息,除非该法律明确允许。为了遵守该法律,我们要求您在回应此医疗信息请求时不要提供任何遗传信息。根据 GINA 的定义,“遗传信息”包括个人的家族病史、个人或家庭成员的基因测试结果、个人或个人家庭成员寻求或接受遗传服务的事实,以及个人或个人家庭成员所怀胎儿或接受辅助生殖服务的个人或家庭成员合法持有的胚胎的遗传信息。
随着新生量子处理单元中量子比特数量的增加,第一代实验中使用连接式 RF(射频)模拟电路变得极其复杂。物理尺寸、成本和电气故障率都成为控制系统可扩展性的限制因素。我们开发了一系列紧凑型 RF 混频板来应对这一挑战,通过在具有 EMI(电磁干扰)屏蔽的 40 mm × 80 mm 4 层 PCB(印刷电路板)上集成 I/Q 正交混频、IF(中频)/LO(本振)/RF 功率电平调整和 DC(直流)偏置微调。RF 混频模块设计用于 2.5 至 8.5 GHz 之间的 RF 和 LO 频率。测得的典型镜像抑制和相邻信道隔离分别为 ∼ 27 dBc 和 ∼ 50 dB。通过在环回测试中扫描驱动相位,模块短期幅度和相位线性度通常测量为 5 × 10 − 4 (V pp /V mean ) 和 1 × 10 − 3 弧度 (pk-pk)。通过将 RF 混合板集成到超导量子处理器的室温控制系统中并执行单量子比特门和双量子比特门的随机基准测试表征,验证了 RF 混合板的运行。我们测量了单量子比特过程不保真度为 9 . 3 ( 3 ) × 10 − 4 和双量子比特过程不保真度为 2 . 7 ( 1 ) × 10 − 2 。
随着量子计算机的大小和复杂度增加,量子位 (qubit) 表征和门优化成为复杂且耗时的任务。当前的校准技术需要复杂而繁琐的测量来调整量子位和门,无法轻易扩展到大规模量子系统。我们开发了一种简洁的自动校准协议来表征量子位并优化门,使用 QubiC,这是一种基于开源 FPGA(现场可编程门阵列)的超导量子信息处理器控制和测量系统。我们提出了基于多维损失的单量子位门优化和双量子位 CNOT 门校准的全 XY 平面测量方法。我们证明 QubiC 自动校准协议能够在劳伦斯伯克利国家实验室的高级量子测试平台上运行的最先进的 transmon 型处理器上提供高保真门。通过随机基准测试测得的单量子位和双量子位 Clifford 门不保真度为 4。分别为 9(1 . 1) × 10 − 4 和 1 . 4(3) × 10 − 2。
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我的论文旨在阐明遗传变异和发育经历如何塑造青年期的认知灵活性。我的论文旨在以小鼠为模型,为公众健康和对人类逆境的理解提供信息。然而,这项工作也可能有助于更科学地理解生物体的生活经历如何与发育相互作用,并对神经生物学和行为表型的表达产生深远而持久的影响。环境与发育中的生物体之间的这种相互作用之前已在各个领域以不同的名称进行了研究,如神经科学中的经验依赖性可塑性、生物学中的适应性发育可塑性 (ADP) 和生态学中的生命史理论。这三个领域通常不会相互影响,因为它们往往侧重于不同的分析层次。神经科学往往侧重于近端或机械层面,而关于进化的终极层面问题是生物学和生态学的领域。通过观察神经系统并研究基因型和发育经历的影响,我试图在近端和终极理解层面之间建立联系。在近端层面,我重点关注纹状体多巴胺 (DA) 系统在需要认知灵活性或灵活更新的行为中的作用。这一关键的执行功能负责适应性学习和目标导向行为,已被证明严重依赖 DA 系统。在终极层面,我讨论了遗传多态性和表型可塑性如何适应不同的环境条件,以及 ADP 和生命史理论的应用如何加强对行为表型和神经功能变化的解释。通过类似的视角,认知灵活性可能代表生物体对来自环境的线索的敏感程度,敏感性越高,灵活性就越大。在第 1 章中,我首先简要介绍了 ADP 的框架,介绍了 ADP 可以作用的不同水平以及不同的模型和假设。我还回顾了
人类可以从先前的经验中汲取洞察力,以快速适应具有共同底层结构的新环境。在这里,我们结合功能成像和计算建模来识别支持发现和转移分层任务结构的神经系统。人类受试者(男性和女性)完成了强化学习任务的多个部分,该任务包含控制刺激 - 反应动作映射的全局分层结构。首先,行为和计算证据表明人类成功地发现并转移了嵌入在任务中的分层规则结构。接下来,对 fMRI BOLD 数据的分析揭示了整个额顶叶网络的活动,该活动与发现这种嵌入结构特别相关。最后,整个扣带回-岛叶网络的活动支持这种发现结构的转移和实施。总之,这些结果揭示了一种分工,其中可分离的神经系统支持抽象控制结构的学习和转移。