Parity-dependent State Engineering and Tomography in the ultrastrong coupling regime

Reaching the strong coupling regime of light-matter interaction has led to an impressive development in fundamental quantum physics and applications to quantum information processing. Latests advances in different quantum technologies, like superconducting circuits or semiconductor quantum wells, show that the ultrastrong coupling regime (USC) can also be achieved, where novel physical phenomena and potential computational benefits have been predicted. Nevertheless, the lack of effective decoupling mechanism in this regime has so far hindered control and measurement processes. Here, we propose a method based on parity symmetry conservation that allows for the generation and reconstruction of arbitrary states in the ultrastrong coupling regime of light-matter interactions. Our protocol requires minimal external resources by making use of the coupling between the USC system and an ancillary two-level quantum system.

Digital Quantum Simulation of Spin Models with Circuit Quantum Electrodynamics

Systems of interacting quantum spins show a rich spectrum of quantum phases and display interesting many-body dynamics. Computing characteristics of even small systems on conventional computers poses significant challenges. A quantum simulator has the potential to outperform standard computers in calculating the evolution of complex quantum systems. Here, we perform a digital quantum simulation of the paradigmatic Heisenberg and Ising interacting spin models using a two transmon-qubit circuit quantum electrodynamics setup. We make use of the exchange interaction naturally present in the simulator to construct a digital decomposition of the model-specific evolution and extract its full dynamics. This approach is universal and efficient, employing only resources that are polynomial in the number of spins, and indicates a path towards the controlled simulation of general spin dynamics in superconducting qubit platforms.

Effect of Neonatal Asphyxia on the Impairment of the Auditory Pathway by Recording Auditory Brainstem Responses in Newborn Piglets: A New Experimentation Model to Study the Perinatal Hypoxic-Ischemic Damage on the Auditory Syste

Introduction Hypoxia-ischemia (HI) is a major perinatal problem that results in severe damage to the brain impairing the normal development of the auditory system. The purpose of the present study is to study the effect of perinatal asphyxia on the auditory pathway by recording auditory brain responses in a novel animal experimentation model in newborn piglets. Method Hypoxia-ischemia was induced to 1.3 day-old piglets by clamping 30 minutes both carotid arteries by vascular occluders and lowering the fraction of inspired oxygen. We compared the Auditory Brain Responses (ABRs) of newborn piglets exposed to acute hypoxia/ischemia (n = 6) and a control group with no such exposure (n = 10). ABRs were recorded for both ears before the start of the experiment (baseline), after 30 minutes of HI injury, and every 30 minutes during 6 h after the HI injury. Results Auditory brain responses were altered during the hypoxic-ischemic insult but recovered 30-60 minutes later. Hypoxia/ischemia seemed to induce auditory functional damage by increasing I-V latencies and decreasing wave I, III and V amplitudes, although differences were not significant. Conclusion The described experimental model of hypoxia-ischemia in newborn piglets may be useful for studying the effect of perinatal asphyxia on the impairment of the auditory pathway.

Subclinical Depressive Symptoms and Continued Cannabis Use: Predictors of Negative Outcomes in First Episode Psychosis

Background Although depressive symptoms in first episode psychosis have been associated with cannabis abuse, their influence on the long-term functional course of FEP patients who abuse cannabis is unknown. The aims of the study were to examine the influence of subclinical depressive symptoms on the long-term outcome in first episode-psychosis patients who were cannabis users and to assess the influence of these subclinical depressive symptoms on the ability to quit cannabis use. Methods 64 FEP patients who were cannabis users at baseline were followed-up for 5 years. Two groups were defined: (a) patients with subclinical depressive symptoms at least once during follow-up (DPG), and (b) patients without subclinical depressive symptoms during follow-up (NDPG). Psychotic symptoms were measured using the Positive and Negative Syndrome Scale (PANSS), depressive symptoms using the Hamilton Depression Rating Scale (HDRS)-17, and psychosocial functioning was assessed using the Global Assessment of Functioning (GAF). A linear mixed-effects model was used to analyze the combined influence of cannabis use and subclinical depressive symptomatology on the clinical outcome. Results Subclinical depressive symptoms were associated with continued abuse of cannabis during follow-up (beta=4.45; 95% confidence interval [CI]: 1.78 to 11.17; P=.001) and with worse functioning (beta=-5.50; 95% CI: -9.02 to -0.33; P=.009). Conclusions Subclinical depressive symptoms and continued cannabis abuse during follow-up could be predictors of negative outcomes in FEP patients.

Búsqueda de señales de transporte nucleocitoplásmico en proteínas relacionadas con los telómeros

Este proyecto pretende investigar en el campo del transporte nucleocitoplásmico del conjunto de proteínas relacionado con los telómeros, y se han combinado una serie herramientas, tanto bioinformáticas como experimentales, para analizar las señales de transporte nucleocitoplásmico de dichas proteínas. Así pues, se ha identificado una secuencia con actividad en la proteína POT1. Se ha demostrado que no todos los residuos de esa secuencia tienen la misma importancia y que no solo los residuos hidrofóbicos son esenciales para la funcionalización de la señal. En torno a POT1 también se ha destacado la diferencia entre sus dos isoformas, una con NES y la otra sin ella, sugiriendo que el transporte de cada una de las isoformas se regula de forma diferente.

Dependencia térmica del disponible metabólico para la actividad en bivalvos aclimatados a distintas temperaturas

[es]Para la realización del presente estudio, se utilizaron 50 ejemplares de Ruditapes Decussatus o almeja fina y otros 50 de Ruditapes Philippinarum o almeja japonesa, recogidas y seleccionadas por mariscadores profesionales de la Bahía de Santoña (Cantabria). La temperatura influye en las tasas fisiológicas, llegando a generar finalmente alteraciones en el metabolismo del organismo. Por ello, una variable de interés para el estudio se trata de la tasa metabólica, la cual puede ser estimada a través de la medición de la tasa de consumo de oxígeno (VO2). El objetivo final de este estudio es, por tanto, observar el efecto cinético de la temperatura y la aclimatación sobre el metabolismo de ambas especies de almejas, distribuidas en cuatro grupos de estudio (almeja fina y japonesa aclimatadas a 12oC y 22oC), midiendo la VO2 a diferentes temperaturas de exposición (7oC, 12oC, 17oC, 22oC y 27oC). Utilizando el la respirometría como medio para calcular la VO2 y el cálculo de la Q10 para determinar las tasas metabólicas. Los resultados ponen de manifiesto que en tres de los cuatro casos no se observaron diferencias significativas entre el metabolismo rutina y el metabolismo estándar. También se comprobó positivamente el efecto cinético de la temperatura sobre la VO2; así como la presencia de un intervalo de temperaturas, en las que se realiza compensación, más amplio para almeja japonesa que para almeja fina.

Estudio comparado del grado de oxidependencia en animales intermareales

Uno de los factores limitantes de la vida animal en la zona intermareal es la disponibilidad de oxígeno. En el presente estudio se ha desarrollado un índice para medir el grado de oxidependencia que ha sido aplicado al comportamiento respiratorio para ejemplares de diferentes tamaños del cangrejo intermareal Pachygrapsus marmoratus, con objeto de realizar una aproximación a la relación existente entre la concentración de oxígeno del medio y la tasa de consumo de oxígeno, por una parte, y de ésta con el tamaño de los ejemplares, por otra. La relación entre la tasa de consumo de oxígeno (VO2) y el peso de los ejemplares de P. marmoratus se ajusta a una función potencial. Del valor de b (exponente de la masa) se desprende que existe alometría negativa (b<1) entre la tasa de consumo de oxígeno y el peso de los ejemplares, con lo que se cumple la ley de Kleiber: la tasa metabólica peso-específica se incrementa al reducirse el tamaño de los animales. Con respecto al índice de oxidependencia, se observa que las diferencias no son significativas entre los ejemplares grandes y los medianos pero si lo son entre los ejemplares grandes-medianos y los pequeños. Los grados de oxidependencia en los ejemplares de P. marmoratus grandes y medianos son mayores que en los pequeños. Es decir, en el curso de la hipoxia, los ejemplares más pequeños de P. marmoratus tienen una mayor capacidad de regulación de la tasa de consumo de oxígeno (son mas “oxirreguladores”), que los ejemplares de mayor tamaño (mas “oxiconcordantes”). Se puede concluir pues que el tamaño es una variable a tener en cuenta para las diferencias en el grado de oxidependencia de los animales intermareales, pero sus resultados pueden ser diferentes dependiendo de otro tipo de variables exógenas, como la temperatura o la salinidad.

Relação entre fatores genéticos envolvidos em vias metabólicas mitocondriais e a doença de Parkinson

A doença de Parkinson (DP) é uma das desordens neurodegenerativas mais comuns associada ao envelhecimento, alcançando 2% aos 70 anos. É uma doença caracterizada pela degeneração progressiva de neurônios dopaminérgicos nigrais nos gânglios basais e pela presença de inclusões protéicas citoplasmáticas denominadas corpúsculos e neuritos de Lewy nos neurônios sobreviventes. A etiologia da DP é pouco conhecida, sendo considerada, na maioria dos casos, idiopática. Conhecimentos alcançados nos últimos 15 anos sobre a base genética da DP demonstram, claramente, que os fatores genéticos desempenham um importante papel na etiologia desta desordem. Neste trabalho, rastreamos mutações nos genes que codificam proteínas participantes de vias metabólicas mitocondriais (Parkin, PINK1 e DJ-1) em 136 pacientes brasileiros com manifestação precoce da DP, através do sequenciamento automático e da técnica de MLPA. Avaliamos a presença de variantes de sequência por meio do sequenciamento dos exons 1 a 12 do gene Parkin e dos exons 1 a 8 do gene PINK1. Em Parkin foram identificadas três mutações patogênicas ou potencialmente patogênicas, ambas em heterozigose: p.T240M, p.437L e p.S145N. Em PINK1 não encontramos variantes de ponto patogênicas. Através da técnica de MLPA investigamos alterações de dosagem nos genes Parkin, PINK1 e DJ-1. Identificamos cinco alterações no gene Parkin em quatro pacientes: uma duplicação heterozigota do exon 4 no paciente PAR2256, uma deleção heterozigota do exon 4 no probando PAR2099, uma deleção homozigota do exon 4 na paciente PAR3380 e um probando heterozigoto composto (PAR2396) com duas alterações, uma duplicação do exon 3 e uma deleção dos exons 5 e 6. No gene PINK1 identificamos uma deleção heterozigota do exon 1, que nunca foi descrita na literatura, em um paciente (PAR2083). Não encontramos alteração quantitativa no gene DJ-1. Neste estudo obtivemos uma frequência total de mutações patogênicas (pontuais e de dosagem) nos genes estudados de 7,3%, sendo 6,6% no gene Parkin e 0,7% no gene PINK1.

Taxonomía y distribución de las especies ibéricas del género Sabacon Simon 1879 (Arachnida: Opiliones: Sabaconidae)

[ES] El género Sabacon (Arachnida: Opiliones) tiene distribución holártica, y en la Península Ibérica se restringe a Pirineos y Cordillera Cantábrica. Se menciona la presencia de S.viscayanus en la Sierra Cebollera, a partir del hallazgo de una hembra, lo que constituye el primer registro al sur del Ebro. En este trabajo se ha determinado la subespecie a la que pertenece esa población gracias a la captura de un macho, que corresponde a Sabacon viscayanus viscayanus. Con los ejemplares de las colecciones (ZUPV y CRBA) se han redescrito las especies ibéricas y se ha descrito por primera vez el macho de S. franzi. A su vez, se han construido mapas de distribución de todas las especies con datos citados y de las colecciones propias.

Scalable quantum memory in the ultrastrong coupling regime

Circuit quantum electrodynamics, consisting of superconducting artificial atoms coupled to on-chip resonators, represents a prime candidate to implement the scalable quantum computing architecture because of the presence of good tunability and controllability. Furthermore, recent advances have pushed the technology towards the ultrastrong coupling regime of light-matter interaction, where the qubit-resonator coupling strength reaches a considerable fraction of the resonator frequency. Here, we propose a qubit-resonator system operating in that regime, as a quantum memory device and study the storage and retrieval of quantum information in and from the Z(2) parity-protected quantum memory, within experimentally feasible schemes. We are also convinced that our proposal might pave a way to realize a scalable quantum random-access memory due to its fast storage and readout performances.

Two new species of Zospeum Bourguignat, 1856 from the Basque-Cantabrian Mountains, Northern Spain (Eupulmonata, Ellobioidea, Carychiidae)

Two new species of the genus Zospeum Bourguignat, 1856 are described from caves in the Sierra de Aitzgorri (Gipuzkoa) and the Sierra Salvada (Burgos) in Northern Spain. The taxa Z. vasconicum sp. n. and Z. zaldivarae sp. n. have recently, without a formal name, been included in a molecular study of worldwide members of the Carychiidae. In the present paper, the shell morphology and variation of these species is described and illustrated.

Pretreatment with Resveratrol Prevents Neuronal Injury and Cognitive Deficits Induced by Perinatal Hypoxia-Ischemia in Rats

Despite advances in neonatal care, hypoxic-ischemic brain injury is still a serious clinical problem, which is responsible for many cases of perinatal mortality, cerebral palsy, motor impairment and cognitive deficits. Resveratrol, a natural polyphenol with important anti-oxidant and anti-inflammatory properties, is present in grapevines, peanuts and pomegranates. The aim of the present work was to evaluate the possible neuroprotective effect of resveratrol when administered before or immediately after a hypoxic-ischemic brain event in neonatal rats by analyzing brain damage, the mitochondrial status and long-term cognitive impairment. Our results indicate that pretreatment with resveratrol protects against brain damage, reducing infarct volume, preserving myelination and minimizing the astroglial reactive response. Moreover its neuroprotective effect was found to be long lasting, as behavioral outcomes were significantly improved at adulthood. We speculate that one of the mechanisms for this neuroprotection may be related to the maintenance of the mitochondrial inner membrane integrity and potential, and to the reduction of reactive oxygen species. Curiously, none of these protective features was observed when resveratrol was administered immediately after hypoxia-ischemia.

Análise de transição entre cabos coaxiais constituída por corrugações e desníveis angulares.

Esta dissertação apresenta um formalismo baseado no Método dos Elementos Finitos (MEF), adequado a análise de descontinuidades coaxiais com simetria axial, entre duas linhas coaxiais quaisquer, incluindo corrugações nos tubos internos e externos. Pelo método de Galerkin-Budnov deduz-se um operador integral bilinear, aplicado ao campo magnético, expandido em todo o domínio da estrutura, coaxial-descontinuidade-coaxial. As portas de entrada e saída da estrutura são posicionadas distantes da descontinuidade, de forma que nelas só haja o modo Transversal Eletromagnético (TEM). O campo magnético procurado e obtido pelo MEF. Os resultados encontrados; perdas de retorno, comportamento do campo magnético e as equi-fases nas portas de entrada e saída da estrutura, foram calculados e confrontados com as do Método de Casamento de Modos (MCM), com um alto grau de concordância.

Análise dos Modos de Plasmon em Fibras Ópticas com Contraste Arbitrário de Índices de Refração.

Neste trabalho, é feita a análise dos modos de plasmon que se propagam em um filme metálico que cobre uma fibra óptica generalizada. Os modos de plasmon estudados são: Fuga pela Cobertura (lcv), Ligado Simétrico (Sb), Fuga pelo Núcleo (lcr) e Ligado Assimétrico (ab). Os filmes metálicos, para efeito de comparação, utilizados neste trabalho, são: a prata, o ouro e o paládio. Desenvolveu-se um modelo matemático do fenômeno eletromagnético e um software, que gerou um banco de dados que facilitasse a análise de estruturas, com diversas combinações de parâmetros. Com o banco de dados, foram obtidos diversos gráficos, que permitiram: analisar os modos de plasmon, verificar a atenuação das ondas e o comportamento do campo eletromagnético em cada região da estrutura. As confrontações entre as estruturas com filmes de: prata, ouro e paládio, permitiram concluir que aquelas elaboradas com os filmes de prata e de ouro são as que apresentam menores perdas, portanto, as recomendadas na confecção de sensores. Como a prata é mais acessível que o ouro, aconselha-se a sua utilização. A análise e os resultados deste trabalho são originais na literatura especializada.

Análise Completa das Fibras de Bragg de Núcleo Oco.

A evolução nos sistemas digitais de comunicação está intrinsicamente relacionada ao desenvolvimento da tecnologia de fibras ópticas. Desde a sua criação, na década de 60, inúmeras pesquisas vem sendo realizadas com o intuito de aumentar a capacidade de informação transmitida, por meio da redução da atenuação, controle da dispersão cromática e eliminação das não-linearidades. Neste contexto, as Fibras de Bragg surgem como uma estrutura de grande potencialidade para se minimizar tais inconvenientes. As fibras de Bragg possuem um mecanismo de operação diferente em relação às fibras tradicionais de suportar os modos confinados. Nelas, o núcleo possui um baixo índice de refração, e a casca é constituída por anéis dielétricos de diferentes índices de refração, alocados alternadamente. Para uma fibra de Bragg com núcleo oco, como a considerada neste trabalho, há perdas decorrentes dos modos de fuga. Portanto, a análise da dispersão destas estruturas se situa no plano complexo, tornando-a muito difícil. Esta dissertação será fundamentada em uma estratégia imprescindível à análise dos modos transversais TE0m, TM0m e dos híbridos. Os resultados encontrados são validados confrontando-os com os obtidos na literatura. O trabalho discutirá as perdas e dispersões dos modos citados, e os resultados obtidos poderão nortear as pesquisas das fibras de Bragg.