Optimizing Robust Quantum Gates in Open Quantum Systems

We are currently at the cusp of a revolution in quantum technology that relies not just on the passive use of quantum effects, but on their active control. At the forefront of this revolution is the implementation of a quantum computer. Encoding information in quantum states as “qubits” allows to use entanglement and quantum superposition to perform calculations that are infeasible on classical computers. The fundamental challenge in the realization of quantum computers is to avoid decoherence – the loss of quantum properties – due to unwanted interaction with the environment. This thesis addresses the problem of implementing entangling two-qubit quantum gates that are robust with respect to both decoherence and classical noise. It covers three aspects: the use of efficient numerical tools for the simulation and optimal control of open and closed quantum systems, the role of advanced optimization functionals in facilitating robustness, and the application of these techniques to two of the leading implementations of quantum computation, trapped atoms and superconducting circuits. After a review of the theoretical and numerical foundations, the central part of the thesis starts with the idea of using ensemble optimization to achieve robustness with respect to both classical fluctuations in the system parameters, and decoherence. For the example of a controlled phasegate implemented with trapped Rydberg atoms, this approach is demonstrated to yield a gate that is at least one order of magnitude more robust than the best known analytic scheme. Moreover this robustness is maintained even for gate durations significantly shorter than those obtained in the analytic scheme. Superconducting circuits are a particularly promising architecture for the implementation of a quantum computer. Their flexibility is demonstrated by performing optimizations for both diagonal and non-diagonal quantum gates. In order to achieve robustness with respect to decoherence, it is essential to implement quantum gates in the shortest possible amount of time. This may be facilitated by using an optimization functional that targets an arbitrary perfect entangler, based on a geometric theory of two-qubit gates. For the example of superconducting qubits, it is shown that this approach leads to significantly shorter gate durations, higher fidelities, and faster convergence than the optimization towards specific two-qubit gates. Performing optimization in Liouville space in order to properly take into account decoherence poses significant numerical challenges, as the dimension scales quadratically compared to Hilbert space. However, it can be shown that for a unitary target, the optimization only requires propagation of at most three states, instead of a full basis of Liouville space. Both for the example of trapped Rydberg atoms, and for superconducting qubits, the successful optimization of quantum gates is demonstrated, at a significantly reduced numerical cost than was previously thought possible. Together, the results of this thesis point towards a comprehensive framework for the optimization of robust quantum gates, paving the way for the future realization of quantum computers.

Optical Antennas for Biosensing Applications

The aim of the thesis is to theoretically investigate optical/plasmonic antennas for biosensing applications. The full 3-D numerical electromagnetic simulations have been performed by using finite integration technique (FIT). The electromagnetic properties of surface plasmon polaritons (SPPs) and the localized surface plasmons (LSPs) based devices are studied for sensing purpose. The surface plasmon resonance (SPR) biosensors offer high refractive index sensitivity at a fixed wavelength but are not enough for the detection of low concentrations of molecules. It has been demonstrated that the sensitivity of SPR sensors can be increased by employing the transverse magneto-optic Kerr effect (TMOKE) in combination with SPPs. The sensor based on the phenomena of TMOKE and SPPs are known as magneto-optic SPR (MOSPR) sensors. The optimized MOSPR sensor is analyzed which provides 8 times higher sensitivity than the SPR sensor, which will be able to detect lower concentration of molecules. But, the range of the refractive index detection is limited, due to the rapid decay of the amplitude of the MOSPR-signal with the increase of the refractive indices. Whereas, LSPs based sensors can detect lower concentrations of molecules, but their sensitivity is small at a fixed wavelength. Therefore, another device configuration known as perfect plasmonic absorber (PPA) is investigated which is based on the phenomena of metal-insulator-metal (MIM) waveguide. The PPA consists of a periodic array of gold nanoparticles and a thick gold film separated by a dielectric spacer. The electromagnetic modes of the PPA system are analyzed for sensing purpose. The second order mode of the PPA at a fixed wavelength has been proposed for the first time for biosensing applications. The PPA based sensor combines the properties of the LSPR sensor and the SPR sensor, for example, it illustrates increment in sensitivity of the LSPR sensor comparable to the SPR and can detect lower concentration of molecules due to the presence of nanoparticles.

Microsatellites from Fosterella christophii (Bromeliaceae) by de novo transcriptome sequencing on the Pacific Biosciences RS platform

• Premise of the study: Microsatellite markers were developed in Fosterella christophii (Bromeliaceae) to investigate the genetic diversity and population structure within the F. micrantha group, comprising F. christophii, F. micrantha, and F. villosula. • Methods and Results: Full-length cDNAs were isolated from F. christophii and sequenced on a Pacific Biosciences RS platform. A total of 1590 high-quality consensus isoforms were assembled into 971 unigenes containing 421 perfect microsatellites. Thirty primer sets were designed, of which 13 revealed a high level of polymorphism in three populations of F. christophii, with four to nine alleles per locus. Each of these 13 loci cross-amplified in the closely related species F. micrantha and F. villosula, with one to six and one to 11 alleles per locus, respectively. • Conclusions: The new markers are promising tools to study the population genetics of F. christophii and to discover species boundaries within the F. micrantha group.

Taming Chaotic Circuits

Control algorithms that exploit chaotic behavior can vastly improve the performance of many practical and useful systems. The program Perfect Moment is built around a collection of such techniques. It autonomously explores a dynamical system's behavior, using rules embodying theorems and definitions from nonlinear dynamics to zero in on interesting and useful parameter ranges and state-space regions. It then constructs a reference trajectory based on that information and causes the system to follow it. This program and its results are illustrated with several examples, among them the phase-locked loop, where sections of chaotic attractors are used to increase the capture range of the circuit.

On the Fabrication of Microparticles Using Electrohydrodynamic Atomization Method

A new approach for the control of the size of particles fabricated using the Electrohydrodynamic Atomization (EHDA) method is being developed. In short, the EHDA process produces solution droplets in a controlled manner, and as the solvent evaporates from the surface of the droplets, polymeric particles are formed. By varying the voltage applied, the size of the droplets can be changed, and consequently, the size of the particles can also be controlled. By using both a nozzle electrode and a ring electrode placed axisymmetrically and slightly above the nozzle electrode, we are able to produce a Single Taylor Cone Single Jet for a wide range of voltages, contrary to just using a single nozzle electrode where the range of permissible voltage for the creation of the Single Taylor Cone Single Jet is usually very small. Phase Doppler Particle Analyzer (PDPA) test results have shown that the droplet size increases with increasing voltage applied. This trend is predicted by the electrohydrodynamic theory of the Single Taylor Cone Single Jet based on a perfect dielectric fluid model. Particles fabricated using different voltages do not show much change in the particles size, and this may be attributed to the solvent evaporation process. Nevertheless, these preliminary results do show that this method has the potential of providing us with a way of fine controlling the particles size using relatively simple method with trends predictable by existing theories.

El Discurso de Hamás como elemento perpetuador del conflicto Israel-Palestina a partir de la Segunda Intifada

El conflicto árabe-israelí es de los más antiguos que existen en el mundo, es por esto que es importante conocer algunas de las causalidades del por qué este conflicto no ha logrado solucionarse. En este caso se estudiará como el discurso de Hamás logra influir en la prolongación de este conflicto. Para determinar como el discurso logra influir se hace la división en tres capítulos. En el primer capitulo se determinan cuales son los elementos característicos de su discurso; en este caso los elementos son antisemitismo, irredentismo y nacionalismo que se encuentran presentes en todos los discursos y en su carta fundacional. En una segunda parte se busca determinar como el discurso se convierte en realidad, haciéndose tangible por medio de atentados terroristas por parte del brazo armado de Hamás denominado Ezzedine Al-Qassam. En el último capítulo se determina como el discurso se convierte en un elemento determinante para la prolongación del conflicto y de que manera afecta tanto a la población israelí como a la palestina. Por otra parte se busca evidenciar como el discurso de Hamás influye en diferentes niveles (individual, comunitario, binacional e internacional). Finalmente se logra establecer como el discurso de Hamás y las experiencias de vida de israelíes y palestinos configuran el escenario perfecto para la continuación del conflicto.

Innovación y liderazgo como ejes de éxito en la Compañía Colombia

A través de este trabajo, se define el liderazgo como la capacidad de obtener seguidores y la innovación como el proceso mediante el cual se obtiene cambios sustanciales generando gran impacto en el reconocimiento en los clientes. El líder debe enfocar los esfuerzos de las personas en dirección de objetivo común, generando sinergia e identificando y potencialización las habilidades de cada uno de los miembros del equipo en pro de las metas del equipo. La innovación, es fundamental para las empresas que desean un lugar importante en la mente de los consumidores, el nivel de recordación que estos tengan, de la empresa o el producto/servicio que esta venda, es el medidor principal del éxito de una organización. El éxito en la combinación entre la innovación y el liderazgo, garantiza el verdadero éxito de la organización. En este documento se encuentra la razón por la cual La Compañía Colombia ha basado su éxito en la perfecta armonía de estas dos variables, logrando un reconocimiento rotundo y arrollador en el mundo, como una compañía de tecnología diversificada capaz de revolucionar y generar cambios radicales enfocando siempre sus esfuerzos en el éxito de sus clientes.

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Es la teoría microeconómica tradicional acertada a la hora de entender y/o explicar el comportamiento del consumidor y, por ende del mercado, a comparación del neuromarketing

A medida que pasa el tiempo; la ciencia, el desarrollo tecnológico y la constante búsqueda de encontrar nuevas verdades, más fehacientes y que logren responder más asertivamente los diferentes cuestionamientos de la humanidad, han logrado redefinir las teorías y los axiomas que, en su momento, se tomaron como el dogma a seguir en diferentes disciplinas y cuestionamientos de la sociedad y la industria. La concepción tradicional que se tiene de la mente y el comportamiento del consumidor tenía vacios importantes en términos de aplicabilidad y generalización de sus teorías, pues pensar que la humanidad desarrolla sus decisiones de compra bajo análisis netamente racionales y apegados a estructuras temporales para manejar su dinero es un supuesto que no se emplea de manera general y concienzuda por el común. Antes que agentes 100% racionales, con un completo flujo de información y en un mercado perfecto bajo todos los preceptos económicos, somos personas de sentimientos y sentidos. Reaccionamos ante situaciones, estados de ánimo y estímulos, donde es nuestro cerebro quien recibe todo el contexto cognitivo que nos brinda el entorno y entonces actúa (y compra) de diferentes maneras. Es allí donde el Neuromarketing nace como un claro ejemplo de esa búsqueda por una nueva verdad. Una donde entender al consumidor no deje de lado su faceta más real; sus reacciones, pues son estas las que realmente definen qué le gusta o no y qué despierta en él un impulso lo suficientemente importante como para incidir en su decisión de compra. Es por ello que el Neuromarketing se ha adentrado a estudiar lo más profundo y verídico del consumidor, su cerebro. Alejándose de las técnicas tradicionales de investigación de mercados, donde el consumidor puede desvirtuar la información que percibe de un producto o una campaña publicitaría por diferentes razones sociales y psicológicas. El Neuromarketing se ha adentrado al estudio del consumidor y su cerebro mediante técnicas biométricas, en las cuales expone al consumidor al marketing y analiza sus reacciones cerebrales en términos de interés, adrenalina, memoria activa y sentimientos, apoyado por técnicas como el ¨eye tracking¨, donde las interacciones visuales del consumidor permiten identificar los puntos calientes y de interés en determinada pieza publicitaria. Pero el estudio, entendido por algunos como ¨invasivo¨ frente a las libertades en términos de privacidad y libertad de elección del consumidor deben ser responsablemente dirigidos y puestos bajo un contexto científico, donde el único fin sea el de generar nuevas hipótesis y teorías que permitan tener un mejor conocimiento del comportamiento del consumidor sin traspasar los límites del control del mismo. El Neuromarketing debate su existencia misma entre la creación de nuevas metodologías de acercamiento al pensamiento del consumidor, la efectividad de sus conocimiento dados a la industria y el yugo social que acarrea esta ciencia debido a la potencial coerción a los consumidores debido a sus hallazgos.

Alteración de la atención y concentración en estudiantes de medicina que realizan turnos de noche

El sueño, es indispensable para la recuperación, física, mental y de procesos como la consolidación de memoria, atención y lenguaje. La privación de sueño (PS) incide en la atención y concentración. La PS es inherente a la formación médica, pero no es claro el papel de los turnos nocturnos en estudiantes, porque no cumplen con un objetivo académico, pero hay relación con disminución de la salud, productividad, accidentes, y alteraciones en diversas actividades. Está descrito el impacto de la PS sobre la capacidad de aprendizaje y aspectos como el ánimo y las relaciones interpersonales. MÉTODOS: Se realizó un estudio analítico observacional de cohorte longitudinal, con tres etapas de medición a 180 estudiantes de Medicina de la Universidad del Rosario, que evaluó atención selectiva y concentración mediante la aplicación de la prueba d2, validada internacionalmente para tal fin. RESULTADOS: Se estudiaron 180 estudiantes, 115 mujeres, 65 hombres, entre los 18 y 26 años (promedio 21). Al inicio del estudio dormían en promedio 7,9 horas, cifra que se redujo a 5,8 y 6,3 en la segunda y tercera etapa respectivamente. El promedio de horas de sueño nocturno, disminuyó en el segundo y tercer momento (p<0,001); Además se encontró mediante la aplicación de la prueba d2, que hubo correlación significativa directa débil, entre el promedio de horas de sueño, y el promedio del desempeño en la prueba (r=0.168, p=0.029) CONCLUSIONES: La PS, con períodos de sueño menores a 7,2 horas, impactan de manera importante la atención selectiva, la concentración

Proceso de reestructuración y fortalecimiento institucional Asociación Santa Cruz

La Asociación Santa Cruz es una organización que lleva más de 17 años generando espacios de formación para niños, adolescentes y jóvenes. Los proyectos que ejecuta son programas auténticos para la juventud, atractivos para ellos y para quienes los forman (Entidades educativas y núcleos familiares). Por medio de la educación experiencial y las actividades al aire libre hemos encontrado la herramienta prefecta para formar de una manera actual y profunda. Los resultados del presente proceso se evidencian de la siguiente manera: a) estructuración de un organigrama funcional para la organización. b) Realización de los manuales de funciones y procedimientos de todos los trabajadores de la organización. c) Realización de la proyección financiera por parte del proyecto EKO Campos de verano. d) Análisis del mercado que permite una proyección fiable en ventas. Gracias al trabajo realizado en este proceso de mejora se entrega un plan de acción que potencializa la organización para que cumpliendo con todos los parámetros dados podamos generar una organización autosostenible que aumenta sus clientes anualmente en al menos un 20%, generando un superávit anual de hasta $200.000.000 en los primeros 5 años y de hasta $600.000.000 en los años 5 al 10. Gracias al proceso de mejora la asociación se convertirá en la organización Colombiana que más campos de verano residenciales realiza al año: 8 para el 2012. Es una asociación que puede auntosostenerse gracias a proyectos propios y no depende sino en un 20% de las donaciones que recibe. El medio de la educación no formal es una industria con un potencial muy grande en Colombia ya que es una oferta débil y pequeña para una demanda grande y con una necesidad fácil de identificar. Implementando este proceso de reestructuración la asociación tendrá la oportunidad de atender una población de alrededor de 300 personas para el 2012 y podrá acercarse a las 1.200 para el año 2022.

Evaluation of strategic knowledge of students through authentic tasks of writingin science classroom

The difficulties at evaluating strategic knowledge have been connected to the use of deconxetualized tests that, at the end, do not involve the use of this knowledge. For this reason, an interest in developing authentic writing tasks that offer advantages for these kinds of evaluation have arisen. Throughout this research, authentic writing tasks were developed in a natural sciences class, with the purpose of evaluating the students' strategic knowledge. Different instruments were used to collect data, e.g. Interviews, questionnaires, a self-inform, as well as three samples of writing by the students, with the objective of analyzing the changes that occurred between one and the others, as well as to determine the decisions that students made in order to complete the assigned tasks successfully. An authentic writing task gives great opportunities to evaluate strategic knowledge. These tasks lead students to arrange their knowledge about the topic in hand, organize and adapt it to fit the objectives and the audience, also, it allows them to control and adjust their decisions on the task. This last stage became the perfect opportunity to take notes on the knowledge and regulation of cognitive processes that the students brought into play, as well as to evaluating their understanding of writing and the demands given on the different discursive genres. As a result, the students showed different degrees of strategic knowledge in the task. The students who showed a better strategic knowledge trust in their structural abilities know about discursive genres and have a good performance in basic linguistic abilities. The students who showed weak strategic knowledge distrust their writing skills, seem extremely worried about organizing the content of their texts, fail when checking their writings, and overlook or are unaware of the basic requirements of the discursive genre they are asked to exemplify. It appears that the previous knowledge and experiences at writing the students have been exposed to may affect the strategic knowledge shown when writing in this subject. 

La satisfacción del cliente bancario en Canadá: Diferencias entre canadienses e inmigrantes de la América Latina – Revisión y traducción

The measure of customer satisfaction level is one of the most important topics at present time in marketing science. In addition, its measure in the bank field takes force in view of the high level of competition inside it, even more so if the study counts “immigrants” as a variable in analysis, a much important variable in the demographic situation of Canada. Oliver (1980) proposes the model of “disconfirmation” to measure customer satisfaction level; this model confirms that the difference between customer perceived performance and customer expectations gives as result his satisfaction level (additional model). Presently multiple scales exist to evaluate and to quantify this satisfaction level, Parasuraman (1987) is the creator of the servqual scale, while Avkiran (1999) developed the bankserv scale in order to evaluate customer expectations and customer satisfaction level specifically inside the bank field; this scale was divided in four factors via factorial analysis. Literature suggests the presence of a relation between individual expectations and/or satisfaction level, and the individual tolerance level towards non-constructed situations (Newman, 2001). Hofstede (1980) developed five cultural dimensions worldwide; among these is the Uncertainty Avoidance Index (uai) that fits to the dimension directly related to customer expectations and customer satisfaction levels, since it measures the tolerance levels towards non-structured ituations. For this research I focused on the satisfaction model analysis proposed by Oliver (1980) based on Avkiran´s scale (1999), having the Latin American or Canadian origin as variables. The concept of Hofstede’s cultural differences leads me to propose two samples: 50 Canadian French speakers and 50 Latin American individuals (Canadian residents). Results demonstrate that in the Latin American group the expectations are in average higher that in the Canadian group, considering all four factors (Avkiran). Perceived performance and satisfaction level are higher in the Latin American group that in the Canadian group for “personal branch conduct” and “access to personalized services” factors, nevertheless, no statistically significant difference has been proved for “credibility” and “communication” factors. The expectations variable presents a mediating effect over the relation between variables uai (Latin American or Canadian origin) and satisfaction level. This effect is partial for “personal branch conduct” and perfect for “access to personalized services”.

Impacto del sistema de control de gestión en el aprendizaje de las empresas multidomésticas del sector automotriz de Colombia

Las empresas multidomesticas en su direccionamiento estratégico necesitan de un sistema de control de gestión que les permita entender cómo se está desarrollando su estrategia en los diferentes mercados, frente a los objetivos planteados, de esta forma la implementación de estos sistemas de gestión generan la posibilidad de poder medir, valorar e informar sobre el cumplimiento y la evolución de los resultados previstos y ser un apoyo para la estrategia de mercados multidomesticos. Frente al contexto actual colombiano, se encontro que el mercado del sector automotriz, conformado por empresas multinacionales con una administración estratégica multidomestica, está cada vez más competitivos.Mediante la utilización de los sistemas de control de gestión es posible establecer e identificar variables que fomenten el aprendizaje organizacional, un campo de investigación académica y de práctica profesional el cual permite desarrollar variables claves dentro de la organización como lo son la innovación, la estrategia, la productividad y la toma de decisiones. Variables que favorecen el dinamismo y sostenibilidad del sector automotriz y las organizaciones que la conforman. Así garantizan un mayor aprendizaje creciente en el tiempo, por medio del cual se garantiza la perfecta armonía entre todos los empleados sin jerarquizacion y filtros para la información, dando paso al aprendizaje. Por medio de encuestas a directivos de las empresas mencionadas fue posible obtener conclusiones y encontrar similitudes entre el panorama actual contado por ellos mismos y lo que previamente se formulaba basados en fuentes teóricas, demostrando el real impacto de los sistemas de control de gestión en el aprendizaje de las empresas multidomesticas del sector automotriz en Colombia.