我们提出了一种由两个约瑟夫森结组成的电路设计,这两个结由一个非互易元件(回转器)耦合,回转器的基态空间是双重退化的。基态是 Gottesman-Kitaev-Preskill 代码的近似代码字。我们通过计算该系统与晶体中单个电子的问题的等效性来确定电路的低能动态,该电子被限制在二维平面内,并受到强均匀磁场的影响。我们发现该电路可以自然地抵御超导电路中常见的噪声信道,例如电荷和通量噪声,这意味着它可用于被动量子误差校正。我们还为实验实现提出了实际的设计参数,并描述了执行逻辑一和二量子比特门、状态准备和读出的可能协议。
1. 关于太空种植食物的现状:宇航员已经在太空种植食物,但种植的食物并非人们所期望的那样。多年来,他们一直在种植生菜,并于 2015 年 8 月首次品尝“太空食物”。尽管这些食物是在国际空间站的受控环境中种植的,而不是在行星上,而这正是我试图弄清楚的。2. 关于太空种植食物的主要挑战:一些挑战包括太空中没有重力,这意味着植物没有“定向线”连接到地面。此外,太空就像一个巨大的真空。它空气有限,这使得在其环境中种植食物更加困难。另一个大挑战是温度,因为恒星周围会变得非常热,而在“死”空间中会变得非常冷 - 接近绝对零度。3. 关于如何模拟零重力:要模拟零重力,您需要制作一个回转器,这是一种使用旋转来模拟零重力效应的装置。 4. 模拟零度以下的温度:要模拟零度以下的温度,你需要冷冻种子。5. 模拟真空:要模拟太空中的真空效应,你必须对种子进行真空密封。
在过去的几十年中,人们对太空环境在微生物遗传和表型变化中的作用的研究兴趣日益浓厚。更具体地说,人们担心宇航员在执行月球及更远太空任务期间的健康会因许多条件的变化而受到损害。这些变化包括细菌生理学变化,这些变化会导致与人类健康直接相关的变化,例如毒性和抗生素耐药性,或生命支持系统的功能变化,例如供水或处理组件中生物膜形成的增加。十多年来,人们一直在研究太空条件对微生物的影响;然而,仍然需要确定微重力的生理效应不仅对细菌生长的影响,而且对可能有助于表型可塑性和微生物适应的不同毒力相关表型的影响。本研究重点是利用 2D 微重力模拟物来解释共生菌大肠杆菌 K12 在模拟微重力条件下生长后的表型变化。利用 2D 回转器,大肠杆菌生长长达 22 天,并用于测量通常与毒力相关的表型变化。测量的表型包括细胞群生长、生物膜发育以及对酸性 pH 和氧化应激的反应。我们的研究结果表明,在酸性条件下,生物膜形成有增强趋势,对氧化应激的抵抗力下降,并且更容易生长。这些结果表明,微重力调节大肠杆菌的适应性和表型可塑性,从而导致毒力发生变化。
pn 结中的二极管效应在现代微电子学中起着重要作用。由于电子(n)和空穴(p)掺杂区之间的反演对称性破缺,电子传输是非互易的,即电流只能朝一个方向流动。这种非互易性质已广泛应用于晶体管、发光二极管、太阳能电池等电子设备中。最近,类似的二极管效应在超导系统中引起了极大的兴趣 [1-66]。与 pn 结中的二极管效应一样,超导二极管效应 (SDE),或者具体来说是约瑟夫森结 (JJ) 中的约瑟夫森二极管效应 (JDE),有望找到重要应用,如无源片上回转器和循环器 [66]。这类设备在量子计算应用中将特别有影响力。此外,SDE/JDE 可用作研究新型超导特性(如有限动量库珀对)的替代方法 [2, 10]。在典型的 JJ 或超导量子干涉装置(SQUID)中,IV 曲线在装置处于正常状态的高电流范围内呈线性,如图 1(d)所示。电压 V DC 在所谓的再捕获电流 I + r(对于电流向下扫描)处突然降至零,并在很大的电流范围内保持在零,直到达到开关电流 − I − c。本文中,我们将该开关电流视为 JJ 的临界电流(I c ),并在本文中始终使用临界电流这一术语。超过 − I − c 后,IV 曲线变为线性,装置再次进入正常状态。对于电流向上扫描曲线,可以观察到 IV 曲线的类似形状,并标记出相应的 − I − r 和 I + c 的位置。一般而言,只要存在时间反演对称性 (TRS) 或反演对称性,I + c = I − c 就与电流扫描方向无关。然而,当两种对称性都被破坏时,临界电流会根据电流扫描的方向显示不同的值,这种现象称为 JDE [ 1 , 2 ]。在非中心对称超导系统或非对称 SQUID 等器件结构中,反演对称性会被破坏