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2023 IRDS 技术文章：IRDS：更多摩尔的设备特性以及超越 CMOS 和低温电子和信息处理的考虑因素
然而，仅靠基本规则的缩放不足以降低单元高度。要完成这项任务，必须将设计缩放因子付诸实践。例如，通过缩放标准单元中有源器件的数量/宽度以及缩放次要规则（如尖端到尖端、扩展、PN 分离等），标准单元高度将进一步降低。然而，压缩逻辑单元的有源区域部分将使其他设计规则成为设计缩放的瓶颈。为了规避这些问题，有人建议减少或实际上消除为电源轨保留的区域，方法是将其从晶圆正面移到器件接触层下方，以将其分配给额外的单元内布线[1][2]以及在 N/P 上堆叠 P/N 器件[3]。图 MM-3 显示了 2025 年标准单元缩放的趋势。
用于量子信息处理的捕获离子双层晶体
离子阱系统是量子信息处理的主要平台，但目前仅限于一维和二维阵列，这限制了它们的可扩展性和应用范围。本文，我们提出了一种克服这一限制的方法，通过证明 Penning 阱可用于实现非常干净的双层晶体，其中数百个离子自组织成两个明确定义的层。这些双层晶体是通过加入非谐波捕获势来实现的，这在现有技术下很容易实现。我们研究了该系统的正常模式，发现了与单平面晶体模式相比的显著差异。双层几何形状和正常模式的独特性质开辟了新的机会——特别是在量子传感和量子模拟方面——这在单平面晶体中并不简单。此外，我们说明了可以扩展这里提出的想法来实现具有两层以上的多层晶体。我们的工作通过有效利用所有三个空间维度来增加捕获离子系统的维数，并为利用多层三维捕获离子晶体进行新一代量子信息处理实验奠定了基础。
量子信息处理中的集体随机测量
对单个粒子进行随机测量的概念已被证明可用于分析量子系统，并且是量子态阴影层析成像等方法的核心。我们引入集体随机测量作为量子信息处理的工具。我们的想法是对量子系统进行集体角动量测量，并使用同时多边幺正主动旋转方向。基于所得概率分布的矩，我们提出了系统的方法，以集体参考系独立的方式表征量子纠缠。首先，我们表明现有的自旋压缩不等式在这种情况下是可以访问的。接下来，我们提出一种基于三体关联的纠缠标准，超越了具有二体关联的自旋压缩不等式。最后，我们应用我们的方法来表征空间分离的两个集合之间的纠缠。
量子信息处理的数学导论
1 数学框架 5 1.1 希尔伯特空间. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 无界算子和谱测度. . . 13 1.3 量子理论的概率结构. . . . . 16 准备. . . . . . . . . . . 17 测量. . . . . . . . . . . . 19 概率. . . . . . . . . . . . . 20 可观测量和期望值. . . . . . 23 1.4 凸性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 凸集和极值点 . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 状态混合 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 主化 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 凸泛函 . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 熵. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 复合系统和简化系统 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 Choi 矩阵 . ...
洞察有意识的认知信息处理
一个多世纪以来，意识的神经和病理生理、行为和认知相关性一直是现代众多学科理论研究和实证研究的活跃领域。有意识的认知信息处理无法直接观察到，但可以从学习表现中的阶梯式不连续性或基于突然顿悟的问题解决行为改进中推断出来。据推测，与顿悟相关的知识突然进步需要创造性地重组任务或问题相关信息的心理表征，并分别重组任务或问题以克服认知死胡同或僵局。顿悟事件后学习表现或问题解决的不连续性可用作时间标签，以捕捉有意识的认知信息处理必须发生的时间窗口。根据有意识的认知信息处理的平台理论，重组和重构过程需要在工作记忆中维护任务或问题相关信息，以便执行功能对这些心理表征进行操作。电生理学证据表明，在基于洞察力的问题解决方案之前的工作记忆中的重组和重构过程伴随着包括前额叶皮层在内的皮质区域伽马振荡功率的增加。经验证据和理论假设表明，缝隙连接通道和连接蛋白半通道参与了皮质伽马振荡和工作记忆过程。学习或问题解决表现中的不连续性可以用作时间标签，以研究缝隙连接通道和半通道在有意识的认知处理中的含义。
机器人技术的信息处理模式可预测人类视觉系统的属性
多矩数据，包括基因组，转录组，表观遗传学和蛋白质组学数据，在确定癌症患者的临床结果方面已越来越重要。最近的几项研究评估了癌症存活预测的各种多模式整合策略，突出了对模型绩效结果标准化的需求。解决此问题，我们介绍了Survoble，这是一个标准化关键实验设计选择的基准框架。survobles可以在单癌和泛伴奏数据模型之间进行比较，并评估使用缺失方式的患者数据的好处。我们还谈到了预处理和验证多摩萨癌生存模型的常见陷阱。我们将生存板应用于几个模范用例，进一步证实统计模型倾向于优于深度学习方法，尤其是用于测量生存功能校准的指标。此外，大多数模型在泛伴随式环境中接受培训时表现出更好的性能，并且可以从缺少某些OMICS模式的数据的样本中受益。我们提供了用于模型评估的Web服务，并使我们的基准结果易于访问和可查看：https：//www.survboard.science/。所有代码均可在github上获得：https：//github.com/boevalab/survboard/。所有基准输出均可在Zenodo上获得：https：//zenodo.org/records/11066227。
具有无限量子优势的简单信息处理任务
双方之间的通信场景可以通过首先将消息编码到作为通信物理介质的物理系统的某些状态中，然后通过测量系统状态对消息进行解码来实现。我们表明，在最简单的情况下，已经可以检测到量子系统相对于经典系统的明确、无限的优势。我们通过构建一系列具有操作意义的通信任务来实现这一点，一方面，每个任务都可以仅使用单个量子位来实现，但另一方面，经典实现需要一个无限大的经典系统。此外，我们表明，尽管借助共享随机性的额外资源，所提出的通信任务可以通过相同大小的量子和经典系统来实现，但经典实现所需的协调操作数量也会无限增长。特别是，没有有限的存储空间可用于存储使用经典系统实现所有可能的量子通信任务所需的所有协调操作。因此，共享随机性不能被视为免费资源。
Si/SiGe QuBus，用于具有内存和微米级连接功能的单电子信息处理设备
单载流子信息处理设备内的连接需要传输和存储单个电荷量子。单个电子在被限制在移动量子点中的短小、全电 Si/SiGe 穿梭设备（称为量子总线 (QuBus)）中被绝热传输。这里我们展示了一个长度为 10 μ m 且仅由六个简单可调的电压脉冲操作的 QuBus。我们引入了一种称为穿梭断层扫描的表征方法，以对 QuBus 的潜在缺陷和局部穿梭保真度进行基准测试。单电子穿梭穿越整个设备并返回（总距离为 19 μ m）的保真度为 (99.7 ± 0.3) %。使用 QuBus，我们定位和检测多达 34 个电子，并使用任意选择的零电子和单电子模式初始化一个由 34 个量子点组成的寄存器。 28 Si/SiGe 中的简单操作信号、与工业制造的兼容性以及低自旋环境相互作用，有望实现自旋量子比特的长距离自旋守恒传输，从而实现量子计算架构中的量子连接。
工程胶体半导体纳米晶体用于量子信息处理
量子信息处理（依赖于自旋缺陷或单光子发射）显示了原则证明实验中的量子优势，包括电磁场的显微成像，电磁场的应变和温度，从电池研究到神经科学。然而，关键差距仍然存在于更广泛的应用的路径上，包括需要改善功能化，确定性放置，大小同质性和更大的多功能性能可编程性。胶体半导体纳米晶体可以在多年的合成和功能化进步之后，在许多应用领域弥合这些差距。在这篇综述中，我们专门关注三个关键主题：与长寿命旋转状态的光学接口，确定性的放置和传递，以超过标准量子极限，以及对多功能胶体量子电路的扩展。
第12届国际智能控制与信息处理会议
代表组织委员会，我们衷心欢迎您与我们一起参加第12届国际智能控制与信息处理会议（ICICIP 2024），于2024年3月8日至10日在中国南京举行。在这次会议上，我们打算对新应用程序，新服务，新理论和新技术进行交流和讨论，并帮助发展智能控制和信息处理技术，在专业领域相互开放，互相学习，并为专家和学者提供科学研究，企业和机构的专家和学业的平台，以在家中和学院的交流和学业的经验来展示他们的经验。同时，它可以帮助参与者建立业务或研究联系，并为未来职业找到全球合作伙伴，从而创建一种多参与性，协作和高效的创新模式。会议以世界著名学者和常规会议发表的全体演讲以及广泛的报道和特殊主题。ICICIP 2024吸引了大约一百份提交的意见，涉及与智能控制和自动化，智能信息处理，图像分析和处理，计算机视觉和图像处理，虚拟现实，虚拟现实，电子技术和交互式系统有关的最新开发和研究。基于计划委员会成员和审稿人的严格同行评审，选择了41篇论文将在会议中介绍并包括在会议记录中。会议计划以两个全体会议强调。We would like to express our sincere appreciation and acknowledgement to the distinguished plenary speakers: Professor Yue Dong (RAE Foreign Academician, President of the School of Automation and the School of Artificial Intelligence at Nanjing University of Posts and Telecommunications) and Professor Honghai Liu (MAE Fellow, IEEE Fellow, IET Fellow, National Specially Appointed Expert).全体谈判集中在智能控制和信息处理上。几个组织和许多志愿者为这次会议的成功做出了巨大贡献。我们要对南京信息科学与技术大学的赞助，香港城市大学和东南大学的共同赞助以及IEEE Systems的技术共同赞助表示衷心的感谢。特别感谢计划委员会主席和成员对所有提交的详尽审查，以及组织委员会和志愿者为所有参与者提供热情和体贴的服务。我们还想对所有作者和参与者表示高度赞赏和感激。没有作者的贡献，会议将是不可能的。我们希望您享受会议，并在学术和社会上留在南京！Zhenyu Lu，Jun Wang，General Schairs Quanbo GE，Wenwu Yu，组织椅子Long Cheng，Jianchao fan和Yousheng Xia，程序椅