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.

A computer software package for assessing and managing risks posed by experiments with genetically modified fish and shellfish

Assessment and management of risk is needed for sustainable use of genetically modified aquatic organisms (aquatic GMOs). A computer software package for safely conducting research with genetically modified fish and shellfish is described. By answering a series of questions about the organism and the accessible aquatic ecosystem, a researcher or oversight authority can either identify specific risks or conclude that there is a specific reason for safety of the experiment. Risk assessment protocols with examples involving transgenic coho salmon, triploid grass carp and hybrid tilapia are described. In case a specific risk is identified, the user is led to consider risk management measures, involving culture methods, facilities design and operations management, to minimize the risk. Key features of the software are its user-friendly organization; easy access to explanatory text, literature citations and glossary; and automated completion of a worksheet. Documented completion of the Performance Standards can facilitate approval of a well designed experiment by oversight authorities.

Ecological computer programs: the importance of being friendly

A discussion is presented on the topic of statistical data analysis in the field of ecology, emphasizing the importance of computer programmes being user friendly for the ecologist. Particular reference is given to TWINSPAN, CANOCO and PATN and the applications of these programmes to tropical fisheries and coastal zone management.

SUNLIGHT: a computer program for calculation of daily solar radiation

This paper presents an algorithm and software (available from ICLARM) for estimating the possible amount of sunlight that may fall on any location of the earth, any day of the year, as might be required for ecological modelling.

Síntese evolucionária de circuitos sequenciais inspirada nos princípios da computação quântica.

Esta dissertação investiga a aplicação dos algoritmos evolucionários inspirados na computação quântica na síntese de circuitos sequenciais. Os sistemas digitais sequenciais representam uma classe de circuitos que é capaz de executar operações em uma determinada sequência. Nos circuitos sequenciais, os valores dos sinais de saída dependem não só dos valores dos sinais de entrada como também do estado atual do sistema. Os requisitos cada vez mais exigentes quanto à funcionalidade e ao desempenho dos sistemas digitais exigem projetos cada vez mais eficientes. O projeto destes circuitos, quando executado de forma manual, se tornou demorado e, com isso, a importância das ferramentas para a síntese automática de circuitos cresceu rapidamente. Estas ferramentas conhecidas como ECAD (Electronic Computer-Aided Design) são programas de computador normalmente baseados em heurísticas. Recentemente, os algoritmos evolucionários também começaram a ser utilizados como base para as ferramentas ECAD. Estas aplicações são referenciadas na literatura como eletrônica evolucionária. Os algoritmos mais comumente utilizados na eletrônica evolucionária são os algoritmos genéticos e a programação genética. Este trabalho apresenta um estudo da aplicação dos algoritmos evolucionários inspirados na computação quântica como uma ferramenta para a síntese automática de circuitos sequenciais. Esta classe de algoritmos utiliza os princípios da computação quântica para melhorar o desempenho dos algoritmos evolucionários. Tradicionalmente, o projeto dos circuitos sequenciais é dividido em cinco etapas principais: (i) Especificação da máquina de estados; (ii) Redução de estados; (iii) Atribuição de estados; (iv) Síntese da lógica de controle e (v) Implementação da máquina de estados. O Algoritmo Evolucionário Inspirado na Computação Quântica (AEICQ) proposto neste trabalho é utilizado na etapa de atribuição de estados. A escolha de uma atribuição de estados ótima é tratada na literatura como um problema ainda sem solução. A atribuição de estados escolhida para uma determinada máquina de estados tem um impacto direto na complexidade da sua lógica de controle. Os resultados mostram que as atribuições de estados obtidas pelo AEICQ de fato conduzem à implementação de circuitos de menor complexidade quando comparados com os circuitos gerados a partir de atribuições obtidas por outros métodos. O AEICQ e utilizado também na etapa de síntese da lógica de controle das máquinas de estados. Os circuitos evoluídos pelo AEICQ são otimizados segundo a área ocupada e o atraso de propagação. Estes circuitos são compatíveis com os circuitos obtidos por outros métodos e em alguns casos até mesmo superior em termos de área e de desempenho, sugerindo que existe um potencial de aplicação desta classe de algoritmos no projeto de circuitos eletrônicos.

A Test of Computer-assisted Matching Using the North Pacific Humpback Whale, Megaptera novaeangliae, Tail Flukes Photograph Collection

Testing was conducted of a computer-assisted system for matching humpback whale tail flukes photographs. Trials with a 12,000-photographs database found no differences in match success between matching by computer and matching by comparing smaller catalogs ranging in size from 200 to 400 photographs. Tests with a 24,000-photographs database showed that, on average, the first match was found after examining about 130 photographs whether the photograph quality was excellent, good, or poor. Match success did not appear to be strongly related to whether the tail flukes had especially distinctive markings or pigment patterns (recognition quality). An advantage of computer-assisted matching is the ability to compare new photographs to the entire North Pacific collection, where no bias is introduced based on expectation of resightings within or between specific areas, or based on expectation of behavioral role (e.g. matching “known” females to “known” females).