Optimal control theory for a unitary operation under dissipative evolution

We show that optimizing a quantum gate for an open quantum system requires the time evolution of only three states irrespective of the dimension of Hilbert space. This represents a significant reduction in computational resources compared to the complete basis of Liouville space that is commonly believed necessary for this task. The reduction is based on two observations: the target is not a general dynamical map but a unitary operation; and the time evolution of two properly chosen states is sufficient to distinguish any two unitaries. We illustrate gate optimization employing a reduced set of states for a controlled phasegate with trapped atoms as qubit carriers and a iSWAP gate with superconducting qubits.

Controlling the transport of an ion: classical and quantum mechanical solutions

The accurate transport of an ion over macroscopic distances represents a challenging control problem due to the different length and time scales that enter and the experimental limitations on the controls that need to be accounted for. Here, we investigate the performance of different control techniques for ion transport in state-of-the-art segmented miniaturized ion traps. We employ numerical optimization of classical trajectories and quantum wavepacket propagation as well as analytical solutions derived from invariant based inverse engineering and geometric optimal control. The applicability of each of the control methods depends on the length and time scales of the transport. Our comprehensive set of tools allows us make a number of observations. We find that accurate shuttling can be performed with operation times below the trap oscillation period. The maximum speed is limited by the maximum acceleration that can be exerted on the ion. When using controls obtained from classical dynamics for wavepacket propagation, wavepacket squeezing is the only quantum effect that comes into play for a large range of trapping parameters. We show that this can be corrected by a compensating force derived from invariant based inverse engineering, without a significant increase in the operation time.

Femtosecond wavepacket interferometry using the rotational dynamics of a trapped cold molecular ion

A Ramsey-type interferometer is suggested, employing a cold trapped ion and two time-delayed offresonant femtosecond laser pulses. The laser light couples to the molecular polarization anisotropy, inducing rotational wavepacket dynamics. An interferogram is obtained from the delay dependent populations of the final field-free rotational states. Current experimental capabilities for cooling and preparation of the initial state are found to yield an interferogram visibility of more than 80%. The interferograms can be used to determine the polarizability anisotropy with an accuracy of about ±2%, respectively ±5%, provided the uncertainty in the initial populations and measurement errors are confined to within the same limits.

Asymptotic model for shape resonance control of diatomics by intense non-resonant light

We derive a universal model for atom pairs interacting with non-resonant light via the polarizability anisotropy, based on the long range properties of the scattering. The corresponding dynamics can be obtained using a nodal line technique to solve the asymptotic Schrödinger equation. It consists of imposing physical boundary conditions at long range and vanishing the wavefunction at a position separating the inner zone and the asymptotic region. We show that nodal lines which depend on the intensity of the non-resonant light can satisfactorily account for the effect of the polarizability at short range. The approach allows to determine the resonance structure, energy, width, channel mixing and hybridization even for narrow resonances.

Asymptotic model for shape resonance control of diatomics by intense non-resonant light: universality in the single-channel approximation

Non-resonant light interacting with diatomics via the polarizability anisotropy couples different rotational states and may lead to strong hybridization of the motion. The modification of shape resonances and low-energy scattering states due to this interaction can be fully captured by an asymptotic model, based on the long-range properties of the scattering (Crubellier et al 2015 New J. Phys. 17 045020). Remarkably, the properties of the field-dressed shape resonances in this asymptotic multi-channel description are found to be approximately linear in the field intensity up to fairly large intensity. This suggests a perturbative single-channel approach to be sufficient to study the control of such resonances by the non-resonant field. The multi-channel results furthermore indicate the dependence on field intensity to present, at least approximately, universal characteristics. Here we combine the nodal line technique to solve the asymptotic Schrödinger equation with perturbation theory. Comparing our single channel results to those obtained with the full interaction potential, we find nodal lines depending only on the field-free scattering length of the diatom to yield an approximate but universal description of the field-dressed molecule, confirming universal behavior.

Exploiting non-Markovianity for quantum control

Quantum technology, exploiting entanglement and the wave nature of matter, relies on the ability to accurately control quantum systems. Quantum control is often compromised by the interaction of the system with its environment since this causes loss of amplitude and phase. However, when the dynamics of the open quantum system is non-Markovian, amplitude and phase flow not only from the system into the environment but also back. Interaction with the environment is then not necessarily detrimental. We show that the back-flow of amplitude and phase can be exploited to carry out quantum control tasks that could not be realized if the system was isolated. The control is facilitated by a few strongly coupled, sufficiently isolated environmental modes. Our paradigmatic example considers a weakly anharmonic ladder with resonant amplitude control only, restricting realizable operations to SO(N). The coupling to the environment, when harnessed with optimization techniques, allows for full SU(N) controllability.

Hybrid optimization schemes for quantum control

Optimal control theory is a powerful tool for solving control problems in quantum mechanics, ranging from the control of chemical reactions to the implementation of gates in a quantum computer. Gradient-based optimization methods are able to find high fidelity controls, but require considerable numerical effort and often yield highly complex solutions. We propose here to employ a two-stage optimization scheme to significantly speed up convergence and achieve simpler controls. The control is initially parametrized using only a few free parameters, such that optimization in this pruned search space can be performed with a simplex method. The result, considered now simply as an arbitrary function on a time grid, is the starting point for further optimization with a gradient-based method that can quickly converge to high fidelities. We illustrate the success of this hybrid technique by optimizing a geometric phase gate for two superconducting transmon qubits coupled with a shared transmission line resonator, showing that a combination of Nelder-Mead simplex and Krotov’s method yields considerably better results than either one of the two methods alone.

Aspectos psicopatológicos y familiares del niño maltratado.

Comprobar la posible relación existente entre los malos tratos recibidos por el niño a lo largo de su desarrollo psicológico, y la aparición de ciertos trastornos físicos, emocionales, intelectuales, cognoscitivos y afectivos. 162 sujetos divididos en tres grupos: un grupo A, compuesto por 57 niños que no sufren malos tratos; un grupo B formado por 50 niños que sufren malos tratos en forma de abandono emocional; y un grupo C, formado por 50 niños que además sufren violencia física. De edades entre 6 y 16 años, y acogidos en un centro de protección oficial. Las variables de estudio en los tres grupos fueron: nivel cultural de los padres, nivel económico, datos sobre el embarazo, relaciones conyugales, relaciones con la familia de origen de cada padre, relaciones de padres e hijos, escolaridad, afectividad del niño, adaptación, cociente intelectual, conducta antisocial, trastornos adaptativos, trastornos afectivos, trastornos psicomotores, trastornos con manifestaciones somáticas, trastornos específicos del desarrollo, trastornos de ansiedad, etc. Entrevistas con el niño y con los padres. Informes médicos. Test: matrices progresivas de Raven; cubos de Kohs; Bender-Gestalt; test 'dibuja una persona' de Machover; test 'dibuja una familia' de Corman; test 'dibuja un árbol' de Koch. Informes neurológicos y pediátricos, pedagógicos y escolares, etc. El grupo A no presenta transtornos afectivos en mayor medida que el B y el C. El grupo A no padece fobias, frente al B y al C que sí las padecen, siendo en este último mayores que en el primero. Los trastornos psicomotores aparecen en un 50 por ciento del grupo C. En el grupo A aparecen en el 28 por ciento, en el grupo B se registran en el 31 por ciento. En los grupos B y C sólo existen un 8 y un 10 por ciento de matrimonios equilibrados. El cociente intelectual es muy bajo en los tres grupos sin que se aprecien diferencias significativas entre ellos. Presentan agresividad un 15 por ciento del grupo B y un 22 por ciento del C. Presentan trastornos de adaptación social el 40 por ciento del grupo C y el 17 por ciento del grupo B. Un 26 por ciento de los padres del grupo B sufrieron malos tratos, y un 34 por ciento de los del grupo C. La mayoría de los trastornos registrados en este estudio, inciden con mayor frecuencia en los grupos de niños maltratados, si bien es el grupo que presenta abandono emocional y violencia física el que registra más y en mayores porcentajes. En estos grupos se registra un aumento considerable de los malos tratos del marido hacia la mujer y de malos tratos a los progenitores en su infancia. El progenitor que propicia malos tratos con mayor frecuencia es el padre.

Communities and the Web

What is a social network? How does an online community differ from a real world community? See also: Anne Hornsby, 'Surfing the net for community: a Durkheimian analysis of electronic gatherings' ch.3 in Peter Kivisto (ed.) Illuminating Social Life (3rd ed 2005). Libr ref HM51KIV. Graham Crow and Catherine Maclean, 'Community' in Geoff Payne (ed.) Social Divisions (2nd ed. 2006) HM821PAY.

Creative Commons Quiz/Lecture notes/Lecture slides(group 22)

The resource set of info2009 coursework 2 is produced by group22. it contains: 1. poster 2. internet link of a set of multiple questions 3. a pdf file of a set of multiple questions 4. reference list 5. lecture slides 6. lecture notes ps: Edward Payne (ejp1x07@ecs.soton.ac.uk) has not contributed to any part of the activities.

Incidencia de la ley anti maras en el fenómeno de las maras en El Salvador período de estudio: 2003-2010

La aplicación de la ley anti maras en El Salvador no tuvo los resultados esperados por el gobierno en el momento de su implementación, la reducción del fenómeno no se vio afectada por la aplicación de esta ley que al contrario produjo una serie de efectos negativos que demostraron tanto la inefectividad de dicha ley, como la capacidad de las maras para adaptarse y evolucionar frente a las adversidades que les presentó una medida represiva como la tomada por el gobierno salvadoreño.

Ideación suicida y algunos factores biopsicosociales asociados con estas en pacientes adultos con leucemia, linfomas, cáncer gástrico o cáncer colorrectal Informe de investigación

El cáncer es una de las enfermedades con mayor impacto en la población mundial, debido a que genera alteraciones en las áreas de ajuste de los individuos, su núcleo familiar y social circundante. El presente estudio tiene como objetivo establecer la prevalencia de ideación suicida en pacientes con cáncer de tejidos blandos (leucemias y linfomas) y cáncer gástrico (colorectal). Fue un estudio exploratorio descriptivo, de la línea de investigación en Psicooncología y Cuidado Paliativo a la cual pertenece el proyecto: “Conducta suicida (ideación suicida, intención suicida y suicidio frustrado) y factores biopsicosociales asociadas a esta en pacientes con cáncer”. La población que participó en este estudio fueron pacientes adultos del Centro de Investigaciones oncológicas de la clínica San Diego CIOSAD. De esta investigación se puede concluir que la prevalencia de ideación suicida en pacientes con estos tipos de cáncer es de 4.9% (N=10). Los factores asociados a la ideación suicida fueron: número de hijos, dolor y ansiedad en la última semana y estrato socioeconómico

Comparación de CPRE temprana y tardia en pacientes con pancreatitis aguda severa de origen biliar

INTRODUCCION: La obstrucción biliar es la principal causa de pancreatitis aguda y su curso es moderado a leve aunque un 20% desarrollan formas severas. La remoción de los cálculos por CPRE se ha empleado como terapéutica aunque su rol es controversial y no se ha demostrado su utilidad en forma temprana. El propósito de este estudio es observar la evolución de los pacientes con PASB en quienes se realice CPRE con respecto al curso de la enfermedad. METODOLOGIA: Estudio retrospectivo observacional descriptivo en pacientes con PASB llevados a CPRE. Entre junio y octubre de 2012 se encontraron 72 pacientes con PASB y patrón biliar obstructivo, 49 (68.06%) en los cuales se realizo de forma temprana (antes de 72 horas) y 23 (31,94 %) de forma tardía (después de las 72 horas). RESULTADOS: No se encontraron diferencias en la morbilidad entre los dos grupos observados. Se encontró una mayor incidencia de PASB en mujeres, no hubo complicaciones asociadas al procedimiento y no hubo mortalidad asociada en ninguno de los grupos. DISCUSION: El estudio no muestra que la realización de CPRE tardía influya de forma desfavorable en los pacientes con PASB. Se encontró mayor incidencia de PASB en mujeres y edad media de 61 años. Deben realizarse mas estudios como el presente con un mayor número de pacientes para demostrar que no hay aumento en la morbimortalidad en los pacientes que sean llevados a CPRE después de 72 horas de inicio de los síntomas y poder generar recomendaciones de manejo locales.

Factores asociados a la aparición de mediastinitis en revascularizacion miocárdica

Objetivos: La mediastinitis se presenta hasta en el 4% de los pacientes sometidos a revascularización miocárdica, con un mortalidad hospitalaria reportada del 14 al 47%, generando aumento en los costos de atención, deterioro de la calidad de vida y la sobrevida a largo plazo del enfermo; su etiología es multifactorial. El objetivo de este estudio fue determinar cuáles antecedentes clínicos del paciente y factores relacionados con el procedimiento quirúrgico se asocian con la aparición mediastinitis. Métodos: Diseño de casos y controles anidado en una cohorte histórica de pacientes sometidos a revascularización miocárdica en el periodo de enero de 2005 a julio de 2011. Los pacientes con mediastinitis se compararon con un grupo control sin mediastinitis tomados del mismo grupo de riesgo en una relación 1:4, y pareados por fecha de cirugía. El diagnóstico de mediastinitis se hizo con criterios clínicos, de laboratorio y hallazgos quirúrgicos. Resultados: Se identificaron 30 casos en ese periodo. Los factores asociados a la aparición del evento fueron: Diabetes Mellitus OR 2,3 (1.1- 4,9), uso de circulación extracorpórea OR 2,4 (1,1 -5.5), tiempo de perfusión OR 1,1 (1,1 – 1.3) y pacientes mayores de 70 años OR 1.1 (1,2-1-4). Conclusiones: La mediastinitis sigue siendo una complicación de baja prevalencia con consecuencias devastadoras. El impacto clínico y económico de esta complicación debe obligar a los grupos quirúrgicos a crear estrategias de prevención con base en el conocimiento de los factores de riesgo de su población.