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.

Ameliorating the Overhead of Dynamic Optimization

Dynamic optimization has several key advantages. This includes the ability to work on binary code in the absence of sources and to perform optimization across module boundaries. However, it has a significant disadvantage viz-a-viz traditional static optimization: it has a significant runtime overhead. There can be performance gain only if the overhead can be amortized. In this paper, we will quantitatively analyze the runtime overhead introduced by a dynamic optimizer, DynamoRIO. We found that the major overhead does not come from the optimizer's operation. Instead, it comes from the extra code in the code cache added by DynamoRIO. After a detailed analysis, we will propose a method of trace construction that ameliorate the overhead introduced by the dynamic optimizer, thereby reducing the runtime overhead of DynamoRIO. We believe that the result of the study as well as the proposed solution is applicable to other scenarios such as dynamic code translation and managed execution that utilizes a framework similar to that of dynamic optimization.

Java Applets for teaching quantum mechanics: Particle in a box

These Java Applets help to illustrate some of the difficult to grasp concepts of quantum mechanics. To run this Applet, use the 'Download as zip files' option. Make sure you extract the files first, then double click on the .html file to run the Applet. These are released as open access resources for the purpose of testing, and are to be deployed at the users own risk. Please report any errors you find.

Java Applets for teaching quantum mechanics: Particle in a 2D box

These Java Applets help to illustrate some of the difficult to grasp concepts of quantum mechanics. To run this Applet, use the 'Download as zip files' option. Make sure you extract the files first, then double click on the .html file to run the Applet. These are released as open access resources for the purpose of testing, and are to be deployed at the users own risk.

INFO2009 Group 16 - The Rice Box Resources

INFO2009, Coursework 2, Green ICT/IT

Baby Santa's : music box.

Se muestra a bebés y preescolares el mundo de la Navidad, con sus tradiciones y celebraciones propias. Las imágenes se acompañan con la música de clásicos como Tchaikovsky o Mozart.

The big box : a story about Biff and Chip.

Pertenece a un amplio programa infantil de lectura que abarca distintos niveles de edad y, por tanto, de conocimientos. Se abordan las necesidades de lectura en los niños y la amplia variedad de habilidades que necesitan adquirir para su aprendizaje y, se destaca, también, la importancia de la narración en las historias. Este nivel uno se concentra en el lenguaje y la prelectura y sirve para que los niños se familiaricen con los personajes, un grupo de niños de cuatro a seis años de edad y su perro, y con sus experiencias compartidas.

Amy and the rex box.

El objetivo de esta serie es desarrollar en los niños las habilidades para la lectura y la comprensión de textos, en doce niveles y mediante la narración de una historia distinta en cada uno de los libros que la componen. También se refuerza el vocabulario relacionado con el contenido de la historia y se acompaña de distintas actividades. En ésta, se narran las aventuras de la protagonista en una caja que le transporta en el tiempo hasta le época de los dinosaurios, y se incluye en el nivel nueve.

Vicky's box.

Las historias fantásticas tienen éxito con los niños reacios a la lectura ya que el niño y el personaje tiene juntos una aventura. Para la lectura en voz alta de niños a partir de cinco años, cumple con los requisitos del currículo de Inglaterra, Gales e Irlanda. Las ilustraciones están muy relacionadas con el texto, lo que permite a los alumnos predecir las palabras desconocidas al desarrollar un vocabulario basado en la imagen que facilita la lectura. El profesor puede proponer actividades tanto para lectores con más dificultad como para los más rápidos. Adecuado para lectura guiada.

Nishal's box.

Material de apoyo para la enseñanza de la lectura en la educación primaria. Pertenece al género de historias sobre mundos de fantasía, un género que ha demostrado tener éxito con los niños que son reacios a leer. Es un día caluroso, Nishal encuentra en el jardín una caja de la que salen unos ruidos. De repente, se abre la tapa y salta un gran pingüino. El nuevo amigo le llevará a alguna parte muy fría.

Primary Grammar box : grammar games and activities for younger learners.

Recurso fotocopiable para enseñar gramática a estudiantes de siete a doce años. Incluye cincuenta y tres juegos y actividades con una duración entre veinte a sesenta minutos, para hacer a los niños divertido el aprendizaje. El texto incluye rompecabezas, juegos y crucigramas. Se divide en cuatro secciones: tres secciones de ampliación para los alumnos agrupados según las edades y el nivel, y la cuarta sección de crucigramas. Muchas de las actividades son apropiadas para la preparación de los alumnos para las pruebas de inglés del Cambridge Young Learners (Cambridge ESOL).

Primary communication box : speaking and listering activities for younger learners.

Recurso fotocopiable con actividades para ayudar a los profesores a desarrollar las destrezas de comunicación en estudiantes de siete a doce años aproximadamente. Incluye cincuenta y dos actividades agrupadas en cuatro secciones: tres secciones en función de los niveles y edades de los alumnos y una sección de crucigramas. Las actividades duran desde quince minutos hasta ocupar a mayor parte del tiempo de la lección. Se basan en situaciones reales de manera que luego los alumnos puedan comunicarse adecuadamente en la vida cotidiana. Éstos son estimulados a trabajar en parejas, pequeños grupos y con toda la clase para compartir ideas y opiniones en distintos contextos:Juegos de rol, encuestas y debates abiertos. Muchas de las actividades son apropiadas para la preparación de los alumnos para las pruebas de inglés del Cambridge Young Learners (Cambridge ESOL).

Primary activity box : games and activities for younger learners.

Recurso fotocopiable con actividades para estudiantes de cinco a once años aproximadamente. Incluye canciones, rimas, rompecabezas y juegos para escuchar, hablar, leer y escribir y están diseñadas para adaptarse a una variedad de estilos de enseñanza y aprendizaje, como la adquisición del lenguaje a través del movimiento corporal, además del enfoque visual y auditivo. Las actividades tienen diferente duración, que va desde diez minutos hasta ocupar la mayor parte del tiempo de la lección. Muchas de las actividades son apropiadas para la preparación de los alumnos para las pruebas de inglés del Cambridge Young Learners (Cambridge ESOL).

Primary vocabulary box : word games and activities for younger learners.

El texto incluye juegos y actividades fotocopiables para trabajar el vocabulario durante diez a sesenta minutos, con notas para el profesor para mejorar la práctica del idioma. Está dividido en seis secciones:tres secciones de actividades más complejas agrupadas según los niveles y edades de los alumnos, una sección de listas de vocabulario, una sección de búsqueda de palabras y la sección de crucigramas. Muchas de las actividades son apropiadas para la preparación de los alumnos para las pruebas de inglés del Cambridge Young Learners (Cambridge ESOL).

Primary pronunciation box : pronunciation games and activities for younger learners.

Contiene más de sesenta actividades incluyendo rimas, cantos, poemas, acertijos y juegos para practicar y hacer divertido el aprendizaje de la pronunciación a estudiantes entre siete y doce años. El material es adecuado para los diferentes estilos de aprendizaje y enseñanza según el nivel y la edad. Tiene instrucciones que explican paso a paso lo que el profesor necesita antes de la clase, cómo configurar la actividad e ideas para tareas opcionales. Viene con un CD-DA que contiene audio con dictados, canciones, rimas y cantos. Hay plantillas de juegos para ayudar a adaptar las actividades a las necesidades de los alumnos. Muchas de las actividades son apropiadas para la preparación de los alumnos para las pruebas de inglés del Cambridge Young Learners (Cambridge ESOL).