现在,通过实验可以纠缠数千个量子比特,并在不同基础上高效地并行测量每个量子比特。要完全表征一个未知的 n 个量子比特的纠缠态,需要对 n 进行指数次数的测量,这在实验上即使是对于中等规模的系统也是不可行的。通过利用 (i) 单量子比特测量可以并行进行,以及 (ii) 完美哈希家族理论,我们表明,最多经过 e O (k = log 2 = n) 轮并行测量就可以确定 n 个量子比特状态的所有 k 量子比特约化密度矩阵。我们提供了实现这一界限的具体测量协议。例如,我们认为,通过近期实验,可以在几天内测量并完全表征 1024 个量子比特的系统中的每个两点相关器。这相当于确定近 450 万个相关器。
本电子书的创建是为了协助整个欧洲的医学生和大学教授,以对放射学的理解和教学本身就是一致的纪律。其内容基于本科级别的ESR欧洲放射学培训课程,并总结了所谓的基本要素,这些要素可以被视为每个医学生必须熟悉的基本原理。尽管所有学生都无法获得放射学诊断的特定技能,而更多地属于研究生级别的ESR形成课程的学习目标,但该电子书还包含一些与主要病理学相关的现代图像检查相关的其他见解。的目标是使本科生对现代放射学有所了解,以反映其作为基于器官的专业的多学科特征。
摘要提出了一种新的稀疏 - 视图计算机断层扫描重建方法,该方法利用了变压器网络的恢复能力,特别是基于Swin Transformer的图像重建网络SWINIR。我们的方法包括三个关键块:通过线性插值来提高采样,使用两者中深度学习的初始重建以及残留的细化。测试了两个架构:一个长期的架构,该结构在残留细化块的两个域中使用神经网络,而在正式结构域中仅使用网络的网络进行了简短。用swinir和u-net测试了每种方法,从而产生了四种变体,所有这些方法在PSNR和SSIM方面都优于FBP和SIRT(例如FBP和SIRT)。使用Swinir的短体系结构取得了最佳结果,其训练和计算时间小于基于Swinir的长架构,但比两个基于U-NET的变体都大。
摘要 我们提出了一个框架,将寻找最有效的量子态断层扫描 (QST) 测量集的方法公式化为一个可以通过数值求解的优化问题,其中优化目标是最大化信息增益。这种方法可以应用于广泛的相关设置,包括仅限于子系统的测量。为了说明这种方法的强大功能,我们给出了由量子比特-量子三元组系统构成的六维希尔伯特空间的结果,例如可以通过 14 N 核自旋-1 和金刚石中氮空位中心的两个电子自旋态来实现。量子比特子系统的测量用秩三的投影仪表示,即半维子空间上的投影仪。对于仅由量子比特组成的系统,通过分析表明,一组半维子空间上的投影仪可以以信息最优的方式排列以用于 QST,从而形成所谓的相互无偏子空间。我们的方法超越了仅有量子比特的系统,我们发现在六维中,这样一组相互无偏的子空间可以用与实际应用无关的偏差来近似。
电阻抗断层扫描 (EIT) 是一种新兴的成像技术,在许多领域都具有巨大潜力,尤其是在功能性脑成像应用方面。高速、高精度的 EIT 系统可以应用于多种医疗设备,用于诊断和治疗神经系统疾病。在这项研究中,EIT 算法和硬件得到了开发和改进,以提高重建图像的准确性并缩短重建时间。由于多路复用器设计的限制,EIT 测量会受到开关周期内充电和放电的强烈电容效应,大约每 1280 个样本(10 毫秒采样)有 300 到 400 个样本。我们开发了一种算法,可以选择性地选择处于稳态的数据。这种方法提高了信噪比,并产生了更好的重建图像。我们开发了一种有效同步数据起点的算法,以提高系统速度。本演讲还介绍了基于德州仪器定点数字信号处理器 - TMS320VC5509A 的 EIT 系统硬件架构,该处理器成本低,未来在社区中具有很高的普及潜力。为了提高运行速度,我们建议 EIT 系统使用德州仪器的 Sitara™ AM57x 处理器。
随着量子计算机的普及,许多公司开始涉足量子计算领域,以熟悉这项技术并尝试将其与自己的专业领域相结合 [1]。由此产生的首要问题是,如何使用量子计算机通过量子算法来解决或改善工业问题。挑战在于找到这样的问题并创建算法,因为使用量子计算机需要采用与传统编程不同的方法。虽然传统计算机使用 0 和 1 的位,但量子计算机使用量子位 (Qubit),它可以被带入这些二进制状态的任意叠加。这种叠加使量子计算机能够同时对各种值执行单个计算,这是量子计算机提供的优势之一。量子态的叠加尤其允许多个量子位的纠缠(一种特定形式的关联),这代表了量子计算最显着的特征,也是其基本概念优势的核心。然而,困难在于一旦人们想要检索该计算的结果,最后一步就会出现。在单个量子比特测量中,量子比特将坍缩为两个基态之一。后者随后被映射到经典值 0 和 1。测量这两个值中的哪一个取决于系统的量子态,并且通常是基态的叠加。重复测量的结果将相应地遵循各自的概率分布。结果是,单个量子计算通常不会直接提供所需的值。计算必须重复多次(所谓的 shots),具体取决于量子比特的数量,以提供统计分布,从而找到所需的值。重复量子测量所花费的时间可能超过量子计算机与传统计算机的计算时间相比的优势。为了实现性能优势,需要一种量子算法,该算法可以通过利用计算中的建设性和破坏性干扰来减少所需的 shots 次数,如众所周知的 Deutsch-Jozsa [2] 和 Grover [3] 算法所示。我们在公共资助的 BayQS 联盟内启动了一个为期五年的项目,目的是找出量子计算机在计算机断层扫描领域的潜力。
摘要 — 原子探针断层扫描是唯一能够以亚纳米分辨率测量所有化学元素的三维空间分布而不受质量或原子序数限制的技术。该技术在各种半导体器件的开发中发挥着重要作用。然而,在世界最发达地区之外,它仍然鲜为人知。考虑到这一点,本文旨在向巴西微电子学会介绍和讨论原子探针断层扫描技术,更重要的是,讨论它对纳米级器件开发的影响。首先,我们介绍原子探针断层扫描的工作原理和实验程序。接下来,我们介绍一些该技术在设备开发中应用的真实例子。最后,我们简要讨论了一个尚未实现的应用的可能性,即亚单层量子点的原子探针断层扫描。
摘要:量子态层析成像 (QST) 是实验量子信息处理几乎所有方面的关键要素。作为量子环境中“成像”技术的类似物,QST 天生就是一个数据科学问题,机器学习技术(尤其是神经网络)已得到广泛应用。我们构建并演示了用于光子偏振量子比特 QST 的光学神经网络 (ONN)。ONN 配备了基于电磁感应透明性的内置光学非线性激活函数。实验结果表明,我们的 ONN 可以准确确定量子比特状态的相位参数。由于光学对于量子互连非常有需求,我们的 ONN-QST 可能有助于实现光量子网络,并启发将人工智能与量子信息研究相结合的想法。
随着世界各地实验室中实现的量子信息处理器越来越强大,对这些设备的稳健性和可靠性描述现在比以往任何时候都更加紧迫。这些诊断可以采取多种形式,但最受欢迎的类别之一是断层扫描,其中为设备提出了一个底层参数化模型,并通过实验推断出来。在这里,我们引入并实现了高效的操作断层扫描,它使用实验可观测量作为这些模型参数。这解决了当前断层扫描方法中出现的表示模糊问题(规范问题)。解决规范问题使我们能够在贝叶斯框架中有效地计算实现操作断层扫描,从而为我们提供了一种自然的方式来包含先验信息并讨论拟合参数的不确定性。我们在各种不同的实验相关场景中展示了这种新的断层扫描技术,包括标准过程断层扫描、拉姆齐干涉测量法、随机基准测试和门集断层扫描。
骨质疏松症是一种全身性疾病,其特征是骨矿物质密度降低(BMD)和微体系结构的全身丧失,导致脆弱性骨折(1)。骨质疏松症已成为老年人口中的一种常见疾病,影响了全球超过2亿人(2)。由于骨质疏松症在早期阶段是无症状的,因此早期诊断在防止这种疾病引起的骨质疏松性骨折中起着至关重要的作用(3)。BMD测量是诊断骨质疏松症的主要基础之一。双能X射线被认为是测量BMD的标准技术(4)。定量计算机断层扫描(QCT)是测量BMD的另一种经过临床验证的方法,也可以提供结构信息(5)。QCT提供了更准确的BMD测量值,与双能X射线吸收测定法(DXA)不同,它不容易受到诸如髋关节或脊柱的严重退化变化,血管钙化,口服对比以及某些食物或饮食补充的因素,某些含量高矿物质和元素(6-8)。但是,QCT仍然有几个局限性,例如对专用软件和幻影的需求,训练有素的技术人员较少,并且经常需要校准。另外,即使使用通常包括L1和L2的标准扫描协议,QCT中的辐射剂量也明显高于DXA(9)。如今,在肺气肿检测,肺癌筛查,肝脏脂肪变性评估等(10-12)中建议使用低剂量计算机断层扫描(LDCT)。基于此,胸部与上腹部LDCT扫描相结合,经常用于物理检查中。在BMD测量中支持低辐射剂量QCT的可行性(13,14),在LDCT扫描中获得的图像涵盖了L1和L2 Spine,可用于使用专用QCT软件的BMD测量,而无需额外的成本和暴露(15)。根据许多研究,使用从标准CT扫描获得的取消骨的计算机断层扫描值(CT)值计算,其相关系数在0.399至0.891之间(16)。但是,除了不同的内部椎体
