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二维可重构非厄米规范激光阵列
光子非厄米系统中的拓扑效应近期引发了一系列非凡的发现，包括非互易激光、拓扑绝缘体激光器和拓扑超材料等等。这些效应虽然在非厄米系统中实现，但都源于其厄米分量。本文，我们通过实验证明了由二维激光阵列中的虚规范场引起的拓扑趋肤效应和边界敏感性，这与任何厄米拓扑效应有着根本的不同，并且是开放系统所固有的。通过选择性地和非对称地向系统中注入增益，我们在芯片上合成了一个虚规范场，它可以根据需要灵活地重新配置。我们不仅证明了非厄米拓扑特征在非线性非平衡系统中保持不变，而且还证明了可以利用它们来实现强度变形的持久相位锁定。我们的工作为具有强大可扩展性的动态可重构片上相干系统奠定了基础，对于构建具有任意强度分布的高亮度源具有吸引力。
![arXiv:2104.08181v2 [quant-ph] 2021 年 11 月 25 日](/simg/g:\will\search\icon\source\e\e678bfa6a26a3bf97581ae01abe348a619519822.webp)
arXiv:2104.08181v2 [quant-ph] 2021 年 11 月 25 日
汉密尔顿量 H 的生成函数定义为 F ( t ) = ⟨ e − itH ⟩ ，其中 t 是时间，期望值取自给定的初始量子态。此函数可以访问不同阶数 K 的汉密尔顿量 ⟨ HK ⟩ 的不同矩。F ( t ) 的实部和虚部可以在量子计算机上分别使用一个额外的辅助量子位来评估，该辅助量子位对时间 t 的每个值都有一组测量值。量子比特的低成本使其在量子比特数量有限的近期非常有吸引力。假设可以使用量子设备精确计算生成函数，我们将展示如何在经典计算机上后验地使用此函数的信息内容来解决量子多体问题。说明了几种经典的后处理方法，旨在预测近似基态或激发态能量和/或近似长期演化。这种后处理可以使用基于 Krylov 空间的方法和/或与虚时间演化密切相关的 t 展开方法来实现。使用配对和费米-哈伯德模型在多体相互作用系统中说明了混合量子-经典计算。
原创研究年轻人夜间大脑活动指纹状模式也出现在老年人身上
目的：定量睡眠脑电图被视为脑电图“指纹”，即它在个体内稳定但个体之间有差异。然而，到目前为止，几乎所有针对这方面的研究都是在年轻男性中进行的。因此，很想知道睡眠脑电图指纹概念是否适用于男女老年人样本。患者和方法：从三个不同子样本（每个子样本 30 名健康个体）获得的数据被重新用于当前的二次分析（年轻男性（YM）= 25.6 ± 2.4 岁，老年男性（EM）= 69.1 ± 5.5 岁，老年女性（EW）= 67.8 ± 5.7 岁）。个体在睡眠实验室中睡了十次，总共进行了 900 个研究夜晚。然而，为了避免因干预相关的睡眠脑电图功率谱变化而导致的误解，仅包括没有任何干预的 3 个假性睡眠夜，将数据集减少到 270 个。为了确定假性睡眠夜对之间 NREM 睡眠脑电图功率谱的稳定性，分别按样本计算受试者内和受试者之间的曼哈顿距离测量值。结果：无论是子样本还是假性睡眠夜对，在受试者内功率谱比较中都观察到最低距离测量值，即最大相似度（EW 的平均距离测量值范围为 3.82 至 4.06，EM 的平均距离测量值范围为 3.55 至 3.63，YM 的平均距离测量值范围为 3.04 至 3.62）。此外，样本之间的个体内相似度没有显着差异。受试者之间的功率谱距离测量值明显较大（EW 的平均距离测量值范围为 12.95 至 13.15，EM 的平均距离测量值范围为 12.21 至 12.57，YM 的平均距离测量值范围为 10.33 至 10.78），且年轻人和老年人之间存在显著差异。结论：本研究结果支持以下观点：睡眠脑电图功率谱是一种类似于个人特征的特征，直到老年仍保持独特性。这一发现可能有助于提高测量干预效果的灵敏度。关键词：睡眠脑电图功率谱、衰老与睡眠、睡眠脑电图的遗传性、脑电图指纹、类似于特征的定量脑电图特征、睡眠脑电图的个体性
增加大脑伽马射线活动可改善情景记忆并恢复阿尔茨海默病中的胆碱能功能障碍
目的：本研究旨在评估在早期阿尔茨海默病 (AD) 中，通过对楔前叶施加伽马频率的经颅交流电刺激 (γ-tACS) 是否能改善情景记忆并通过调节脑节律来调节胆碱能传递。方法：在这项随机、双盲、假对照、交叉研究中，60 名 AD 患者接受了临床和神经生理学评估，包括在使用针对楔前叶的 γ-tACS 或假 tACS 治疗前后 60 分钟的情景记忆和胆碱能传递评估。在 10 名患者的子集中，进行了 EEG 分析和电场分布的个体化建模。评估了 γ-tACS 疗效的预测因素。结果：我们观察到，在 γ-tACS 后，Rey 听觉言语学习 (RAVL) 测试的即时回忆 (p < 0.001) 和延迟回忆分数 (p < 0.001) 有显著提高，而在假性 tACS 后没有。在 γ-tACS 后，面孔-姓名联想分数有所提高 (p < 0.001)，但在假性 tACS 后没有。短潜伏期传入抑制（胆碱能传递的间接测量）仅在 γ-tACS 后增加 (p < 0.001)。ApoE 基因型和基线认知障碍是 γ-tACS 反应的最佳预测因素。临床改善与后部区域伽马频率的增加以及楔前叶中预测的电场分布量相关。
开放系统中随时间演化的量子叠加和相干图的丰富内容
我们讨论了与耗散环境耦合的多态系统随时间演化的约化密度矩阵 (RDM) 的一般特征。我们表明，通过相干图，即系统站点方格上 RDM 实部和虚部的快照，可以有效且透明地可视化动态的许多重要方面。特别是，相干图的扩展、符号和形状共同表征了系统的状态、动态的性质以及平衡状态。系统的拓扑结构很容易反映在其相干图中。行和列显示量子叠加的组成，它们的填充表示幸存相干的程度。虚 RDM 元素的线性组合指定瞬时群体导数。主对角线包含动力学的非相干分量，而上/下三角区域产生相干贡献，从而增加 RDM 的纯度。在开放系统中，相干图演变为围绕主对角线的带，其宽度随温度和耗散强度的增加而减小。我们用具有 Frenkel 激子耦合的 10 位模型分子聚集体的例子来说明这些行为，其中每个单体的电子态都耦合到谐波振动浴中。
临床神经生理学
目的：尽管高清经颅直流电刺激 (HD-tDCS) 的电生理机制尚不清楚，但它已被证明可以改善慢性创伤性脑损伤 (TBI) 患者的认知能力。方法：患有 TBI 的退伍军人接受针对前辅助运动区 (pre-SMA) 的主动阳极 (N = 15) 与假性 (N = 10) HD-tDCS。在基线和干预完成后，同时进行 Go-NoGo 任务和脑电图 (EEG)。结果：我们发现在主动 HD-tDCS 干预后，在覆盖 pre-SMA 的额中线电极中，Go 期间的 θ 事件相关频谱扰动 (ERSP) 和试验间相位相干性 (ITPC) 增加，但在假性治疗后没有发现。我们还发现在主动 HD-tDCS 之后，额中线和左后区域之间的 Go 期间 θ 相位相干性增加。主动 HD-tDCS 后，左侧中央区域的 alpha-theta ERSP 后期增加。值得注意的是，仅在主动组中，额中线区域较低的基线 theta ERSP/ITPC 预示着干预后 Go 表现的更多改善。结论：慢性 TBI 对 HD-tDCS 调制的反应存在局部和区域间振荡变化。意义：这些发现可能指导未来的研究利用 EEG 时间频率指标不仅测量干预效果，还选择可能对治疗反应最佳的候选人。2022 年国际临床神经生理学联合会。由 Elsevier BV 出版，保留所有权利。
顶枕皮质的注意网络在注意视觉处理过程中调节人类前庭皮质的活动
先前对人类受试者的研究报告称，当优先进行视觉处理时，前庭皮质的核心区域顶叶岛叶前庭皮质 (PIVC) 会受到抑制。然而，仍不清楚大脑中的哪些网络调节了这种 PIVC 抑制。基于先前的研究结果，表明 PIVC 的抑制受到视觉注意的强烈影响，我们在此研究了顶叶枕叶皮质中的注意力网络是否会调节 PIVC 的抑制。利用一组女性和男性受试者的弥散加权和静息态 fMRI，我们发现了 PIVC 和后顶叶皮层 (PPC)（皮层注意网络的主要脑区）之间的结构和功能连接。然后我们通过重复经颅磁刺激 (rTMS) 暂时抑制 PPC，并假设 PPC 对 PIVC 的调节作用会减弱；因此，PIVC 受到的抑制会减少。受试者在 rTMS 后立即进行视觉注意追踪任务，并使用 fMRI 测量注意追踪过程中 PIVC 的抑制。结果显示，与假性 rTMS 相比，注意追踪过程中 PIVC 的抑制不太明显。我们还研究了抑制性 rTMS 对枕叶皮质的影响，发现与假性 rTMS 或 PPC 上的 rTMS 相比，视觉前庭后岛叶皮质区域在注意追踪过程中的激活程度较低。总之，这些结果表明顶枕皮质中的注意力网络在注意视觉处理过程中调节前庭皮质核心区域的活动。
增强 BCI 性能的功能连接集成方法（FUCONE）
表 1：研究中考虑的功能连接指标 FC 指标缩写类别参考瞬时相干性瞬时频谱相干性[31]虚相干性 ImCoh 频谱相干性[32]锁相值 PLV 相位估计[33]相位滞后指数 PLI 相位估计[34]平方 wPLI 的去偏估计量 wPLI2-d 相位估计[35]幅度包络耦合 AEC 幅度耦合[36、37]