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基于光频率梳的具有量子多模资源的复杂量子网络模拟 Valentina Parigi J. Nokkala、F. Arzani、F.
使用基于光频率梳的量子多模资源模拟复杂量子网络 Valentina Parigi J. Nokkala、F. Arzani、F. Galve、R. Zambrini、S. Maniscalco、J. Piilo、C. Fabre、N. Treps，我们目前正在开发一个多功能实验光子平台，用于模拟复杂的量子网络。该平台由基于光频率梳泵浦的参数过程的内在多模系统组成。这些激光器的光谱由数十万个频率成分构成。非线性晶体中的参数过程将所有这些光频率耦合起来，并产生非平凡的多模高斯量子态 [1]。这些也可以同样描述为一组不同的光的光谱-时间模式，可以单独寻址并同时被压缩真空占据。这种资源可以被描绘成一个网络，其中每个节点都是一个电磁场模式，连接是涉及场正交的纠缠关系。网络结构将通过在参数化过程中塑造泵和多模同差测量来控制。该策略已部分用于在基于测量的量子计算场景中实现集群状态 [2,3]。多模状态的 Bloch-Messah 简化（对于纯态）将资源描述为单模压缩器和多端口干涉仪的集合，这是我将介绍的建立资源与复杂网络之间映射的方法的核心 [4]。我们将研究复杂结构中量子信息协议的优化，并模拟复杂有限量子环境的动态 [5]。最后，允许波长和时间多路复用的参数化过程的特定实现将模拟表现出社区结构的网络。
大规模发现用于将 DNA 整合到人类基因组中的重组酶
最近的微生物基因组测序工作揭示了大量含有整合酶的移动遗传元件，这些整合酶可能成为有用的基因组工程工具。大型丝氨酸重组酶 (LSR)，例如 Bxb1 和 PhiC31，是噬菌体编码的整合酶，可以促进噬菌体 DNA 插入细菌基因组。然而，之前仅鉴定了少数 LSR，它们在人类细胞中的效率有限。在这里，我们开发了一个系统的计算发现工作流程，通过识别数千个新的 LSR 及其同源 DNA 附着位点。我们通过在人类细胞中对 LSR 进行实验表征来验证这种方法，从而产生了三类根据其效率和特异性彼此区分的 LSR。我们识别了可有效整合到与人类基因组正交的合成安装附着位点的着陆垫 LSR、具有计算可预测伪位点的人类基因组靶向 LSR，以及可以单向整合货物的多靶向 LSR，其效率与常用转座酶相似，特异性更高。每个类别的 LSR 在人类细胞中都进行了功能鉴定，总体而言，其质粒重组率比 Bxb1 高出 7 倍，基因组插入效率为 40-70%，载物大小超过 7 kb。总体而言，我们建立了一个范例，用于大规模发现微生物重组酶并直接从微生物测序数据重建其靶位。该策略提供了丰富的资源，包括 60 多种经过实验鉴定的 LSR，这些 LSR 可以在人类细胞中发挥作用，以及数千种额外的候选 LSR，可用于大负载基因组编辑，而不会暴露 DNA 双链断裂。
教育程度的认知和非认知因素的多基因评分与行为、精神病理学和
背景。教育程度 (EduA) 与生活结果相关，而 EduA 本身受认知和非认知因素的影响。最近的一项研究通过减法进行了“全基因组关联研究 (GWAS)”，从教育程度 GWAS 中减去认知表现的遗传效应，以创建正交的“认知”和“非认知”因素。这些认知和非认知因素与成年人的行为健康结果有关；然而，这些相关性是否存在于儿童时期尚不清楚。方法。使用来自正在进行的青少年大脑认知发展 SM 研究中多达 5517 名具有欧洲血统的青少年（9-11 岁）的数据，我们研究了认知和非认知因素的多基因评分 (PGS) 与认知、风险耐受性、决策和人格、物质启动、精神病理学和大脑结构（例如体积、分数各向异性 [FA]）之间的关联。兄弟姐妹内的分析估计了观察到的遗传关联是否可能与直接遗传效应一致。结果。两种 PGS 都与更高的认知能力和更低的冲动性、驱动力和精神病样体验严重程度相关。认知 PGS 还与更高的风险承受能力、选择延迟奖励的几率增加以及 ADHD 和躁郁症的可能性降低相关；非认知 PGS 与缺乏毅力和奖励反应有关。认知 PGS 与更大的区域皮质体积更紧密相关；非认知 PGS 与更高的 FA 更紧密相关。所有关联都以小效应为特征。结论。虽然这些关联的小规模表明它们对于个体内的预测无效，但认知和非认知 PGS 在人群水平上显示出与儿童期表型的独特关联。
使用嵌入在零差探测器中的可调光学滤波器抵消连续变量量子密钥分发中的饱和攻击
量子密钥分发 (QKD) 允许两个合法实体 Alice 和 Bob 共享一组密钥，但可能会被窃听者 Eve 操纵 [1–5]。目前，离散变量 (DV) QKD 已经得到发展，但它在源准备、检测成本和密钥速率方面仍然面临挑战 [6,7]。连续变量 (CV) QKD 是实现 QKD 的另一种方法 [8–13]。它具有实现方便的优势，因为它可以使用多种源，如相干态 [14] 和压缩态 [15]。尽管如此，CVQKD 也面临着实际安全性的威胁 [16–18]，原因是设备不完善、技术缺陷和操作不完善 [10,19,20]。例如，Eve 可以通过控制波长相关分束器 (BS) 的透射率来执行波长攻击 [21-23]。校准攻击可以通过修改本振 (LO) 脉冲的形状来实施 [24]。因此，已经提出了多种对策来抵消 LO 校准攻击和波长攻击的影响 [25-27]。在 CVQKD 的实际实现中，相干探测器变得脆弱。目前，在窃听零差探测器中的不完美电子时已经执行了饱和攻击 [2, 28]。它可以用于攻击系统的实际设备，因此它唤醒了实际的安全性，因为相干探测器具有有限线性域，可以通过移动接收到的正交的平均值将其驱动到外部（如果没有被监控）。此外，Eve 可以执行异差检测来测量截获的正交 X 和 P，从而为伪造相干态做准备 [28, 29]。为了抵消这种攻击，我们可以在同差探测器中采用嵌入式可调光滤波器 (AOF)，用于实时补偿强接收光功率导致的潜在饱和。基于检测响应的反馈，可以使用支持 AOF 的检测来抵消这种饱和攻击，这是雪崩光电二极管 (APD) 的实际增益调整。
v-，u-，l-or w形经济复苏后，
在过去的二十年中，Quantum Internet [1]和量子计算的实施已经有很大的推动。已经研究了这些量子技术的不同构件：量子记忆和中继器[2，3]，单光子源[4]，量子门和接口[5]。接口所有这些组件的研究最多的系统之一是光子[6]：它们可以在室温下进行操作而无需折叠，可以通过具有最小的损失的标准光学纤维网络传输，并提供了许多自由度来编码信息，例如。极化，频率或相位。选择编码方案时，可以优先使用高维方案，因为它具有许多优势，例如量子密钥分布和更高的信息率的更高安全性[7 - 10]。编码高维量子信息的最健壮的方案之一是时间模式，因为它们可抵抗纤维中的分散，并且自然提供了高维基集。在此方案中，信息是按照红外波长的时间自由度来编码的，然后通过FILER网络路由到不同的设备或用户。要在这些时间模式中读取量子信息，一个量子接口可以单独解决输入信号的每个时间模式，即以单模操作为特征，然后是必要的。近年来，量子脉冲门（QPG）[11]的上升是一种理想的单模界面，以操纵光的光模式。但是，终极多亏了可重新发现的单模传输函数，QPG可以从输入信号中选择单个时间模式；通过总和频率产生（SFG）过程将所选模式上转换为较短的波长，并且信号正交的部分与传输函数的部分保持不转化。以这种方式，QPG设备自然满足了量子接口的两个独立关键要求：它允许在不同波长下运行的量子光学设备进行通信，并利用时间模式来进行量子通信，计算和计量学。QPG的单模操作已经成功地用于许多应用程序[5]，例如在量子状态层析成像[12]中，光谱带宽压缩到界面不同的量子系统[13]和量子计量学[14，15]中。为了进一步开发这些演示，以对日常应用，效率和纯粹的单模，其中包括空间和时间，操作至关重要。
结合机器学习和学习者选择
尽管个性化学习的好处现在已经有充分的文献记载，但其在学校中的概括受到高层规模的挑战。诸如智能辅导系统（ITS）之类的教育技术可能有助于应对这一挑战并帮助教师和学生。最近，利用了一种利用好奇心驱动的学习模型的方法来构建其个性化练习序列。基于学习进度假设（LPH），这种方法包括提出学生练习，以最大程度地提高学习进度，并使用多武力的强盗机器学习技术逐渐识别。与人类专家设计的课程相比，与人类专家相比，在实地研究中以前显示了所产生的算法（ZPDE）在学习表现方面更有效。但是，有两个限制。首先，没有评估动机影响。第二，ZPDE算法并没有使学生能够表达选择。代理中的这种局限性与最初与建模好奇心驱动的学习有关的LPH理论不符。在这里，我们介绍了一个系统（ZCO），该系统（ZCO）结合了使用LP的自适应运动提议，并有可能使学生做出选择。这些选择的可能性涉及锻炼难度正交的维度，并且是许多现有教育技术的游戏化实例。我们首先表明，基于LP的个性化改善了学习绩效（再现和巩固先前的结果），同时产生积极而激励的学习经验。我们提出了一项广泛的现场研究（来自11所学校的265个7-8岁儿童，RCT设计），将基于LP的自动课程生成系统与手工设计的课程进行了比较，无论有没有自我选择。然后，我们表明，增加自我选择作为嬉戏的功能，触发了学习者的内在动机，并增强了基于LP的个性化的学习有效性。这样做，它加强了认真游戏中内在动机与表现进步之间的联系。相反，对于手工设计的线性路径，观察到了嬉戏特征的有害效果。因此，只有在课程个性化对学习者有效的情况下，由嬉戏的功能引起的内在动机才是有益的。由于在市场上可用的非适应性教育技术中使用了嬉戏的功能，因此值得关注的结果。
真空条件下测量射频测试装置脉冲推力的导波模型
摘要 导航波理论是一类对量子力学的现实主义解释，该理论推测量子力学形式主义的统计性质是由于人们忽略了潜在的更基本的真实动力学，微观粒子会像较大的经典物体一样随时间推移遵循真实轨迹。第一个导航波理论由德布罗意于 1923 年 [1] 提出，他提出粒子与伴随的导波场或导航波相互作用，这种相互作用引导粒子沿着与恒定相表面正交的轨迹运动。1952 年，玻姆 [2] 发表了导航波理论，其中导波等同于薛定谔方程的解，粒子的速度等同于概率量子速度。一组被归类为基于真空的导航波理论或随机电动力学 (SED) [3] 的模型探索了这样一种观点，即零点场、电磁真空涨落代表了亚量子领域随机性的自然来源，并为普朗克常数、卡西米尔效应、氢的基态等的起源提供了经典解释。虽然导航波或量子力学的现实主义解释并不是当今物理学的主流观点（该观点更倾向于哥本哈根解释），但在过去十年中，基于 Couder 和 Fort 开创的一些量子模拟实验工作，人们对导航波或量子力学的关注度又重新高涨 [4]。除了这些量子类似物之外，最近在实验室中可能还观察到了干涉仪中的玻姆轨迹 [5]。在量子真空等离子推进器 (Q-thruster) 支持物理模型的方法中，零点场 (ZPF) 以与基于真空的导波理论类似的方式扮演着导波的角色。具体来说，真空涨落（虚拟费米子和虚拟光子）充当引导真实粒子前进的动态介质。在本次演讲中，将详细开发一个物理模型，并讨论其在量子真空性质思想分类中的位置。将总结最近完成的真空测试活动的实验结果，该测试活动评估了在 1,937 兆赫 (MHz) 的 TM212 模式下激发的锥形 RF 测试物品的脉冲推力性能。然后将这次活动的经验数据与物理模型工具的预测进行比较。演讲将以讨论在推测的物理模型研究中正在进行的后续活动结束。关键词：导航波，量子真空，动态真空
正交光激活的DNA用于合成细胞内的图案化生物计算
摘要：无细胞基因表达是研究定义最小环境中生物系统的重要研究工具，并且在生物技术中具有有希望的应用。开发控制无细胞表达的DNA模板的方法对于精确调节复杂的生物学途径并与合成细胞一起使用至关重要，尤其是使用远程，非损害刺激（例如可见光）。在这里，我们已经合成了蓝色的光活化DNA部分，这些DNA部分严格调节无细胞的RNA和蛋白质合成。我们发现，这种蓝色光激活的DNA可以与我们先前产生的紫外线（UV）光激活的DNA正交表达，我们用来生成双波长的无光控制的无细胞和栅极。通过将这些正交的光激活DNA封装到合成细胞中，我们使用了两个重叠的蓝色和紫外线模式，以对逻辑门提供精确的时空控制。我们的蓝色和紫外线正交光激活的DNA将为精确控制生物学和医学中的无细胞系统打开大门。■简介基因表达的精确控制具有广泛的应用，包括生物学研究，生物技术和医学。1缺乏控制工具的基因表达的一个区域是无细胞表达（CFE），它从DNA模板中产生功能RNA/蛋白质。cfe被广泛用于生物学，生物技术和合成生物学2，3作为研究基本生物学过程的研究工具，以最小的细胞样环境。304，5使用CFE系统阐明了几种重要的生物学机制，例如DNA复制，6，7遗传密码，8和mRNA Poly-A Tails的作用，9已被阐明。已经开发了大量不同的CFE系统10-12，现代系统提供高表达产量，多功能性，可伸缩性和可访问性。基于CFE逻辑门的生物传感器已被用来生成病原体13-15和小摩尔菌的便携式检测系统。16-18 CFE还允许对SARS-COV-2进行大规模疫苗接种工作所需的快速和高产量产生mRNA疫苗。19，20在脂质双层中的CFE系统的封装也已用于形成合成细胞，21-24允许对研究生物学过程的自下而上方法，例如细胞通信25-27-27和细胞周期28，29 Interro，并在体外并通过与活细胞相互作用在药物中使用未来的应用。
Alval Uargion涂鸦trayza到Eyzy和Monlig？
Mitragotri教授的研究集中于药物输送，该领域提供了基本的理解和技术解决方案，以提取候选药物的全部治疗潜力。潜在的候选药物在没有交付考虑的情况下不能成为有效的药物。Mitragotri教授在药物输送方面的研究包括两个部分：（i）促进对限制药物输送的生物学障碍的基本了解，这些障碍限制了药物输送（透皮膜），粘膜膜（口服递送），血脑屏障（CNS递送）（CNS递送）和液体携带者（在液体中）和材料（II）（II）（II）（II）（II）（II）（II）（II）（II）（II）（II）（II）（II）（交联的透明质酸水凝胶）和技术（低频超声，脉冲微型喷射器和细胞背包）以克服这些障碍。Mitragotri教授的发明为治疗糖尿病，肥胖，癌症，皮肤病学疾病，神经系统疾病，出血和感染铺平了道路。他对以下区域产生了特殊的影响：无针药物输送系统（糖尿病，皮肤病学疾病和肥胖的药物通过透皮或口服途径作为注射的替代方案）：Mitragotri教授开发了生物物理物理学的见解和皮肤和肠上皮上皮层的生物物理见解和数学模型。他第一次使用低频超声（Science 1995）和使用超声监测的透皮葡萄糖监测（自然医学2000）来证明透皮蛋白递送。他发明了一个离子液体笼（PNAS 2014），成为第一个进入诊所的药物输送离子液体。控制。rel。他第一次报告了透皮配方的高通量筛查方法（自然生物技术2004，PNAS 2005）和液体微型注射器，用于皮肤递送（PNAS 2007）。他还发明了用于口服生物制剂（包括肠斑块）的技术（第一肠贴剂演示，J。2004）和第一个离子液体基蛋白递送（PNAS 2018）。他的透皮交付技术已发展为诊所和商业产品（临床试验：NCT00126932，NCT00126919，NCT01119898，NCT05367908，NCT04886739，NCT05202366）。聚合物疗法（用于癌症，出血和眼科疾病的新型透明质酸材料的开发）：Mitragotri教授开发了首个基于透明质酸的基于透明质酸的原位交叉互联凝胶，使用生物正交的点击化学，该水凝胶已进入临床（ADV。健康。