Mutual information of optical communication in phase-conjugating Gaussian channels

In all practical communication channels, the code word consists of Gaussian states and the measurement strategy is often a Gaussian detector such as homodyning or heterodyning. We investigate the communication performance using a phase-conjugated alphabet and joint Gaussian detection in a phase-insensitive amplifying channel. We find that a communication scheme consisting of a phase-conjugating alphabet of coherent states and a joint detection strategy significantly outperforms a standard coherent-state strategy based in individual detection. Moreover, we show that the performance can be further enhanced by using entanglement and that the performance is completely independent of the gain of the phase-insensitively amplifying channel.Accepted Author manuscript (arxiv!)QN/Groeblacher La

Modell-getriebene Ausführung von Phänotyp-Algorithmen - Einführung des Terminology- and Ontology-based Phenotyping Framework

Automated detection of patients who meet certain clinical criteria or who experience adverse events plays a key role in improving patient care. Rule-based systems are one approach to enable standardised modelling of algorithms to detect patients with certain observable characteristics (phenotypes). Another important aspect is the retrieval of data from electronic health records in hospital information systems and clinical research database systems. In this work, we propose a new rule-based system, suitable for domain experts without IT background that allows automatic retrieval of patient data on execution by translating search queries into source-specific query languages.As a basis for rule-based structured phenotype algorithms, we use a model derived from the Core Ontology of Phenotypes. The model allows phenotype algorithms to be defined with properties such as code system relationships to improve interoperability. With a relatively simple mapping, IT specialists can provide a specification to connect these models to a local hospital information system.We developed an interactive web application, the Terminology- and Ontology-based Phenotyping Framework, to support domain experts in modelling and executing phenotype algorithms. Depending on the data-holding source system, an appropriate adapter is used to translate and execute queries in the source system-specific language. The framework was tested against a SQL database and a FHIR server, both initialised with randomly generated data. Generated queries yielded identical result sets.The proposed computer-assisted approach can improve disease detection and clinical trial recruitment and enables a clear division of tasks between domain experts and IT specialists.Die automatisierte Erkennung von Patienten, die bestimmte klinische Kriterien erfüllen oder unerwünschte Ereignisse aufweisen, spielt eine wichtige Rolle bei der Verbesserung der Patientenversorgung. Regelbasierte Systeme sind eine Möglichkeit, die standardisierte Modellierung von Algorithmen zur Erkennung von Patienten mit bestimmten beobachtbaren Merkmalen (Phänotypen) zu ermöglichen. Ein weiterer wichtiger Aspekt ist der Abruf von Daten aus elektronischen Patientenakten in Krankenhausinformationssystemen und klinischen Forschungsdatenbanksystemen. In dieser Arbeit wird ein neues regelbasiertes System beschrieben, das für Fachleute ohne IT-Hintergrund geeignet ist und die automatische Abfrage von Patientendaten bei der Ausführung ermöglicht, indem Suchanfragen in quellenspezifische Abfragesprachen übersetzt werden.Als Grundlage für regelbasierte strukturierte Phänotyp-Algorithmen wird ein Modell verwendet, das von der Core Ontology of Phenotypes abgeleitet ist. Das Modell ermöglicht die Definition von Phänotyp-Algorithmen mit Eigenschaften wie Code-System-Beziehungen zur Verbesserung der Interoperabilität. Mit einem relativ einfachen Mapping können IT-Spezialisten eine Spezifikation erstellen, um diese Modelle mit einem lokalen Krankenhausinformationssystem zu verbinden.Wir haben eine interaktive Webanwendung, das Terminology- and Ontology-based Phenotyping Framework, entwickelt, um Fachleute bei der Modellierung und Ausführung von Phänotyp-Algorithmen zu unterstützen. Je nach dem datenhaltenden Quellsystem wird ein geeigneter Adapter verwendet, der die Abfragen in die quellsystemspezifische Sprache übersetzt und ausführt. Das Framework wurde mit einer SQL-Datenbank und einem FHIR-Server getestet, die beide mit zufällig generierten Daten initialisiert wurden. Die generierten Anfragen ergaben identische Ergebnismengen.Der vorgeschlagene computergestützte Ansatz kann die Erkennung von Krankheiten und die Rekrutierung für klinische Studien verbessern und ermöglicht eine klare Aufgabenteilung zwischen Domänenexperten und IT-Spezialisten

Centimeter-scale suspended photonic crystal mirrors

QN/Groeblacher La

Deterministic phase measurements exhibiting super-sensitivity and super-resolution

Phase super-sensitivity is obtained when the sensitivity in a phase measurement goes beyond the quantum shot noise limit, whereas super-resolution is obtained when the interference fringes in an interferometer are narrower than half the input wavelength. Here we show experimentally that these two features can be simultaneously achieved using a relatively simple setup based on Gaussian states and homodyne measurement. Using 430 photons shared between a coherent and a squeezed vacuum state, we demonstrate a 22-fold improvement in the phase resolution, while we observe a 1.7-fold improvement in the sensitivity. In contrast to previous demonstrations of super-resolution and super-sensitivity, this approach is fully deterministic.QN/Groeblacher La