Exact dynamics of single-qubit-gate fidelities under the measurement-based quantum computation scheme

Measurement-based quantum computation is an efficient model to perform universal computation. Nevertheless, theoretical questions have been raised, mainly with respect to realistic noise conditions. In order to shed some light on this issue, we evaluate the exact dynamics of some single-qubit-gate fidelities using the measurement-based quantum computation scheme when the qubits which are used as a resource interact with a common dephasing environment. We report a necessary condition for the fidelity dynamics of a general pure N-qubit state, interacting with this type of error channel, to present an oscillatory behavior, and we show that for the initial canonical cluster state, the fidelity oscillates as a function of time. This state fidelity oscillatory behavior brings significant variations to the values of the computational results of a generic gate acting on that state depending on the instants we choose to apply our set of projective measurements. As we shall see, considering some specific gates that are frequently found in the literature, the fast application of the set of projective measurements does not necessarily imply high gate fidelity, and likewise the slow application thereof does not necessarily imply low gate fidelity. Our condition for the occurrence of the fidelity oscillatory behavior shows that the oscillation presented by the cluster state is due exclusively to its initial geometry. Other states that can be used as resources for measurement-based quantum computation can present the same initial geometrical condition. Therefore, it is very important for the present scheme to know when the fidelity of a particular resource state will oscillate in time and, if this is the case, what are the best times to perform the measurements.

Computer game-based and traditional learning method: a comparison regarding students’ knowledge retention

Abstract Background Educational computer games are examples of computer-assisted learning objects, representing an educational strategy of growing interest. Given the changes in the digital world over the last decades, students of the current generation expect technology to be used in advancing their learning requiring a need to change traditional passive learning methodologies to an active multisensory experimental learning methodology. The objective of this study was to compare a computer game-based learning method with a traditional learning method, regarding learning gains and knowledge retention, as means of teaching head and neck Anatomy and Physiology to Speech-Language and Hearing pathology undergraduate students. Methods Students were randomized to participate to one of the learning methods and the data analyst was blinded to which method of learning the students had received. Students’ prior knowledge (i.e. before undergoing the learning method), short-term knowledge retention and long-term knowledge retention (i.e. six months after undergoing the learning method) were assessed with a multiple choice questionnaire. Students’ performance was compared considering the three moments of assessment for both for the mean total score and for separated mean scores for Anatomy questions and for Physiology questions. Results Students that received the game-based method performed better in the pos-test assessment only when considering the Anatomy questions section. Students that received the traditional lecture performed better in both post-test and long-term post-test when considering the Anatomy and Physiology questions. Conclusions The game-based learning method is comparable to the traditional learning method in general and in short-term gains, while the traditional lecture still seems to be more effective to improve students’ short and long-term knowledge retention.

Entanglement of two-qubit photon beam by magnetic field.

We have studied the possibility of affecting the entanglement measure of 2-qubit system consisting of two photons with different fi xed frequencies but with two arbitrary linear polarizations, moving in the same direction, by the help of an applied external magnetic field. The interaction between the magnetic fi eld and the photons in our model is achieved through intermediate electrons that interact with both the photons and the magnetic fi eld. The possibility of exact theoretical analysis of this scheme is based on known exact solutions that describe the interaction of an electron subjected to an external magnetic fi eld (or a medium of electrons not interacting with each other) with a quantized field of two photons. We adapt these exact solutions to the case under consideration. Using explicit wave functions for the resulting electromagnetic fi eld, we calculate the entanglement measure of the photon beam as a function of the applied magnetic field and parameters of the electron medium.

Swarm intelligence in computer vision: an application to object tracking

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La matematica fuzzy nell'ingegneria dei materiali. Applicazioni alla durevolezza e alla conservazione dei materiali in opera nei siti archeologici

La ricerca presentata è un’ampia esplorazione delle possibili applicazioni di concetti, metodi e procedure della Fuzzy Logic all’Ingegneria dei Materiali. Tale nuovo approccio è giustificato dalla inadeguatezza dei risultati conseguiti con i soli metodi tradizionali riguardo alla reologia ed alla durabilità, all’utilizzo di dati di laboratorio nella progettazione e alla necessità di usare un linguaggio (informatizzabile) che consenta una valutazione congiunta degli aspetti tecnici, culturali, economici, paesaggistici della progettazione. – In particolare, la Fuzzy Logic permette di affrontare in modo razionale l’aleatorietà delle variabili e dei dati che, nel settore specifico dei materiali in opera nel costruito dei Beni Culturali, non possono essere trattati con i metodi statistici ordinari. – La scelta di concentrare l’attenzione su materiali e strutture in opera in siti archeologici discende non solo dall’interesse culturale ed economico connesso ai sempre più numerosi interventi in questo nuovo settore di pertinenza dell’Ingegneria dei Materiali, ma anche dal fatto che, in tali contesti, i termini della rappresentatività dei campionamenti, della complessità delle interazioni tra le variabili (fisiche e non), del tempo e quindi della durabilità sono evidenti ed esasperati. – Nell’ambito di questa ricerca si è anche condotto un ampio lavoro sperimentale di laboratorio per l’acquisizione dei dati utilizzati nelle procedure di modellazione fuzzy (fuzzy modeling). In tali situazioni si è operato secondo protocolli sperimentali standard: acquisizione della composizione mineralogica tramite diffrazione di raggi X (XRD), definizione della tessitura microstrutturale con osservazioni microscopiche (OM, SEM) e porosimetria tramite intrusione forzata di mercurio (MIP), determinazioni fisiche quali la velocità di propagazione degli ultrasuoni e rotoviscosimetria, misure tecnologiche di resistenza meccanica a compressione uniassiale, lavorabilità, ecc. – Nell’elaborazione dei dati e nella modellazione in termini fuzzy, la ricerca è articolata su tre livelli: a. quello dei singoli fenomeni chimico-fisici, di natura complessa, che non hanno trovato, a tutt’oggi, una trattazione soddisfacente e di generale consenso; le applicazioni riguardano la reologia delle dispersioni ad alto tenore di solido in acqua (calci, cementi, malte, calcestruzzi SCC), la correlazione della resistenza a compressione, la gelività dei materiali porosi ed alcuni aspetti della durabilità del calcestruzzo armato; b. quello della modellazione della durabilità dei materiali alla scala del sito archeologico; le applicazioni presentate riguardano i centri di cultura nuragica di Su Monte-Sorradile, GennaMaria-Villanovaforru e Is Paras-Isili; c. quello della scelta strategica costituita dalla selezione del miglior progetto di conservazione considerando gli aspetti connessi all’Ingegneria dei Materiali congiuntamente a quelli culturali, paesaggistici ed economici; le applicazioni hanno riguardato due importanti monumenti (Anfiteatro e Terme a Mare) del sito Romano di Nora-Pula.

Il foglio elettronico: strumenti, funzioni ed applicazioni

Utilizzare i lucidi come supporto alle lezioni e gli esempli appicativi come sussidi ed esempi da comprendere ed imitare