我们考虑了读出误差和相干误差(即确定性相位旋转)对表面代码的综合影响。我们使用一种最近开发的数值方法,通过将物理量子位映射到马约拉纳费米子。我们展示了如何在存在读出误差的情况下使用这种方法,在现象学层面上进行处理:完美的投影测量,可能记录错误的结果,以及多次重复的测量。我们发现这种错误组合的阈值,其错误率接近相应非相干错误通道(随机 Pauli-Z 和读出误差)的阈值。使用最坏情况保真度作为逻辑错误的度量,阈值错误率的值为 2.6%。低于阈值,扩大代码会导致逻辑级错误的相干性迅速丧失,但错误率高于相应非相干错误通道的错误率。我们还分别改变了相干和读出误差率,发现表面代码对相干误差比对读出误差更敏感。我们的工作将最近关于完美读出的相干误差的结果扩展到实验上更现实的情况,即读出误差也会发生的情况。
色散读出 [1] 是电路量子电动力学工具箱中一种成熟的测量技术。单量子比特读出实验中达到了 99.2% 的保真度 [2],高保真度的多路复用读出也已得到演示,例如在参考文献 [3] 中,对于五个量子比特,平均准确度为 97%。对于近期应用,这已经足够了 [4]。除此之外,当针对更复杂的电路时,特别是那些涉及中间测量反馈的电路,甚至需要更低的错误率。因此,识别潜在的错误源和预测瓶颈非常重要。在这里,我们研究单量子比特色散测量如何与耦合量子比特网络连接。具体来说,我们要回答这个问题:到底测量的是什么?这项工作有助于提高我们对该过程的基本理解,并表明忽略量子比特-量子比特耦合的影响会导致新的错误。这些对于在一次测量后不会终止的量子电路操作尤其重要,因为不仅结果的分布,而且测量后的状态也会受到影响。这个问题以前已经用不同的方法解决了 [ 5 ];在这里我们得出了一些相同的结论,但也提出了新的观察结果。类似的问题也在不同的测量装置中进行了研究 [ 6 , 7 ]。量子比特耦合对于促进双量子比特门是必要的,但否则应该“关闭”。一种方法是让量子比特在频率上保持良好的分离,并有一个固定的耦合——与它们的频率失谐相比要小——然后通过施加交叉谐振驱动来激活它,这种方法最初在 [ 8 ] 中得到证明。在这种情况下,量子比特频率的失谐不能太大,以免过度减慢双量子比特门的速度,也不能太小,以免
摘要:自旋效应的纳米振荡器在当前可用的CMO设备之外有望,并且有可能用于模仿计算神经元系统中神经元的功能。当它们在4-20 GHz范围内振荡时,它们有可能用于构建高速加速的神经硬件平台。然而,由于它们的产出极低的信号水平和高阻抗以及其微波范围的工作频率,因此,当使用CMOS技术实施其状态读出电路时,SHNO是否振荡是否会带来巨大的挑战。本文介绍了第一个CMOS前端读出电路,该电路在180 nm上实施,以shno振荡频率高达4.7 GHz,设法辨别了100 µV的SHNO SHNO幅度,即使对于障碍物的障碍也达到300ω,并且噪声效果高达300ω,并且噪声效果为5.3 db db 300ω。提出了该前端的设计流以及其每个块的架构。对低噪声放大器的研究在设计中的固有困难中加深了深化,满足了SHNOS的特征。
在量子信息处理的实际实现中,测量读出阶段可能存在噪声,其中误差不仅出现在单个量子比特上,而且出现在多个量子比特上,后者称为串扰误差。在这项工作中,我们提出了一个用于减轻测量误差的框架,用于减轻单个误差和串扰误差。缓解协议包括两个步骤,首先是量子预处理,在测量之前应用局部幺正变换,然后是经典后处理,操纵测量结果以恢复无噪声数据。量子预处理中的局部幺正可以通过量子探测器断层扫描表征噪声测量来构建。我们表明,缓解协议可以将多个量子比特上的测量误差保持在与单量子比特读出一样多的水平,即,多个量子比特上的测量误差率被抑制到百分比水平。缓解协议在 IBMQ Sydney 中实现并应用于纠缠生成电路的认证。事实证明,缓解协议可以成功消除测量误差,从而可以有效地认证纠缠生成电路。
该项目旨在设计一种快速 ADC (FADC),用于伽马射线望远镜的相机。未来几年,将开发一种基于硅光电传感器 (SiPM) 的新型相机,旨在为 CTA (https://www.cta-observatory.org) 的大型望远镜 (LST) 提供未来解决方案。SiPM 的使用与创新读出电子设备的开发相结合,不仅可以延长观测时间并提高相机的坚固性,还可以提高整个能谱的性能。位于纳沙泰尔的 EPFL 的 Aqua 团队的使命是建模和开发基于量子设备的硬件/软件系统。重点是高速 2D/3D 光学传感、嵌入式和可重构处理架构、单光子雪崩设备 (SPAD) 和设计优化技术。在这个项目中,Aqua 参与了 LST 合作中这些创新相机的研发,包括前端和读出电子设备。该项目的挑战是实现所需的高速度,同时降低整个系统 8,000 个通道所需的总功率。该项目包括专用 ASIC 的设计和生产。
近几年来,用于核辐射和粒子的半导体探测器发展迅速。虽然这些发展已在大量出版物中有所记载,但以入门教科书的形式收集这些信息似乎很有用,该教科书还包含最新发展背后的基本概念。本书旨在作为学术教学的基础,以及所有从事半导体探测器开发或使用的人员的指南和参考。半导体探测器现在用于科学和技术领域的众多领域,包括核物理、基本粒子物理、光学和 X 射线天文学、医学和材料测试 - 而且应用数量不断增长。与半导体应用密切相关且由半导体应用引发的是用于信号读出的低噪声低功耗集成电子器件的发展。半导体探测器的成功归功于其他类型探测器所不具备的几种独特特性。这些特性的例子有:极高精度的位置测量与高读出速度的结合;直接以电子形式提供信号;同时精确测量能量和位置;以及在公共基片上集成探测器和读出电子器件的可能性。值得注意的是,所有这些发展都源于为基础研究(这里是基本粒子物理学)提供调查工具的需要,而且这些发展的成果现在也造福于其他科学技术领域。在介绍材料时,重点介绍了探测中的物理原理和设备结构,而具体应用和探测器系统则放在一边。大部分内容是关于读出电子器件和探测器放大器系统中的噪声考虑。虽然不涉及探测器系统本身,但本文讨论了目前计划在新建粒子对撞机的严酷辐射环境中应用数万个探测器对探测器性能提出的要求。生产如此大量的探测器需要一种简单的设计,既经济又能应对辐射引起的材料性质的剧烈变化。因此,辐射损伤和设备稳定性领域也得到了广泛的覆盖。
– 3D 硅传感器:开发和特性(GF Dalla Betta,特伦托) – 3D 钻石传感器:开发和特性(S. Sciortino,佛罗伦萨) – 像素前端的设计和测试(V. Liberali,米兰) – 实时跟踪算法的设计和实施(N. Neri,米兰) – 高速读出板的设计和实施(A. Gabrielli,博洛尼亚) – 系统集成和测试(A. Cardini,卡利亚里)
摘要:随着分子检测从诊断实验室转移到现场检测变得越来越普遍,对基于核酸的诊断工具的需求突然增加,这些工具具有选择性、灵敏度、对地形变化的灵活性,并且具有成本效益,可以协助即时诊断系统进行大规模筛查,并在疫情爆发和大流行时在偏远地区使用。基于 CRISPR 的生物传感器是一种很有前途的核酸检测新方法,该方法使用 Cas 效应蛋白(Cas9、Cas12 和 Cas13)作为极其专业的识别组件,可与各种读出方法(如荧光、比色法、电位法、横向流动测定等)结合使用,进行现场分析。在本综述中,我们介绍了将 CRISPR Cas 系统与传统生物传感读出方法和扩增技术(如聚合酶链式反应 (PCR)、环介导等温扩增 (LAMP) 和重组酶聚合酶扩增 (RPA))相结合的一些技术方面,并继续阐述所开发的生物传感器在检测一些主要病毒和细菌疾病方面的前景。在本文的范围内,我们还讨论了最近的 COVID 大流行以及自其问世以来经过开发的众多 CRISPR 生物传感器。最后,我们讨论了 CRISPR Cas 系统在即时检测中的一些挑战和未来前景。
6A002 中描述的商品。 (5) 第 744.9 节规定,如果 ECCN 6A002 中描述的商品被出口、再出口或转让(国内)用于军事最终用户使用或纳入 ECCN 0A919 控制的物项,则需要许可证。 (6) 有关“受 ITAR 约束”的读出集成电路,请参阅 USML 类别 XII(e) 和 XV(e)(3)。 (7) 有关 6A002.a.1.b 或 6A002.a.1.d 规定的“专门设计”的光学传感器的掩模和掩模版,请参阅 6B002。