Minimum construction of two-qubit quantum operations

Optimal construction of quantum operations is a fundamental problem in the realization of quantum computation. We here introduce a newly discovered quantum gate, B, that can implement any arbitrary two-qubit quantum operation with minimal number of both two- and single-qubit gates. We show this by giving an analytic circuit that implements a generic nonlocal two-qubit operation from just two applications of the B gate. We also demonstrate that for the highly scalable Josephson junction charge qubits, the B gate is also more easily and quickly generated than the CNOT gate for physically feasible parameters.Comment: 4 page

Caracterização das explorações de ovinos Serra da Estrela

A raça ovina serra da estrela tem o seu solar ao largo da nascente da bacia hidrográfica do rio Mondego. Com um efectivo actual de cerca de 90000 cabeças e encabeçamento de 35,8, esta raça autóctone de vocação predominantemente leiteira, apresenta na rusticidade, uma característica fundamental para a sua adaptação ao sistema semi-extensivo em que é explorada. A alimentação é feita à base de pastagens naturais e melhoradas, forragens e concentrados apenas durante o alavão. Nos ovis predominam as construções próprias para o efeito, utilizando tanto o sistema de camas de mato ou palha, como o ripado. As condições higiosanitárias da maioria das explorações são ainda muito deficitárias quer ao nível da qualidade das estruturas quer ao nível do maneio dos animais. Aquando da selecção das explorações foram tomados em conta, entre outros, critérios como a dimensão do efectivo, a indemnidade em relação à Brucelose, o tipo de maneio, bem como a existência de suspeita clínica O sobredimensionamento das explorações, a não existência de maternidades e parques de recria, comedouros e bebedouros mal dimensionados, a ausência de instalações para isolamento de animais doentes ou suspeitos, foram também identificados como factores predisponentes ao aparecimento e manutenção nas explorações de doenças com características epidemiológicas semelhantes à paratuberculose. O exame clínico de alguns animais destas explorações revelou a existência de animais com acentuadas quebras de produção, emagrecimento progressivo, diarreia terminal e edema intermandibular, compatíveis com um quadro sintomático de Paratuberculose ovina.Agradecimentos: Ao Projecto Agro 786, Medida 8. Desenvolvimento Tecnológico e Demonstração. Acção 8.1-Desenvolvimento Experimental e Demonstração, bem como a todas as entidades nele interveniente

Approximate Quantum Compiling for Quantum Simulation: A Tensor Network based approach

The simulation of quantum spin chains is a promising candidate for the demonstration of quantum advantage. One of the main obstacles to achieving this is the noise that arises from implementing the deep circuits that appear in standard quantum time evolution algorithms. Compiling these deep circuits into shallower ones is thus a key issue that we address in this work. We use a Tensor Network based approach to Approximate Quantum Compiling to produce short depth quantum circuits that simulate the time evolution of the Heisenberg spin chain on up to 100 qubits. Furthermore, we run these short depth circuits on a ibmq-mumbai - a 27 qubit device - and show that the accuracy of the measured observables is significantly improved after applying our Tensor Network compilation scheme

Evaluations of witnesses' responses to bias: Universalism - Concern and the costs of confrontation

Highlights - We investigated how majority-group witnesses' responses to bias are evaluated. - Confronting is perceived to be a more appropriate response than not confronting. - The exception is when the personal costs of confronting are high. - In this case, evaluations of responses to bias are moderated by observers' values.Abstract The present research examined how situational and individual difference factors influence majority-group observers' evaluations of witnesses' responses to an incident of bias. In Study 1, participants learned of a situation in which a White person applying for a job he did or did not need (high vs. low cost of confrontation) heard his interviewer make a racist comment, which the White person did or did not confront. Non-confrontation was evaluated as less appropriate than confrontation when the costs of confronting were low, but not when costs were high, revealing that in a high cost situation the appropriate response to bias is more ambiguous. Study 2 focused on this high cost situation to show that evaluations of another person's responses to bias depend on individual differences in the observer's values. Observers who scored low on Universalism–Concern evaluated another person's non-confrontation as appropriate as confrontation, but participants who scored high on Universalism–Concern perceived non-confrontation as less appropriate. Considering how responses to bias are assessed helps illuminate normative processes that affect confrontations of bias against outgroups, contributing to the knowledge of the processes that may allow biases to persist

Photoassociation of cold atoms with chirped laser pulses: time-dependent calculations and analysis of the adiabatic transfer within a two-state model

This theoretical paper presents numerical calculations for photoassociation of ultracold cesium atoms with a chirped laser pulse and detailed analysis of the results. In contrast with earlier work, the initial state is represented by a stationary continuum wavefunction. In the chosen example, it is shown that an important population transfer is achieved to $\approx 15$ vibrational levels in the vicinity of the v=98 bound level in the external well of the $0_g^-(6s+6p_{3/2})$ potential. Such levels lie in the energy range swept by the instantaneous frequency of the pulse, thus defining a ``photoassociation window''. Levels outside this window may be significantly excited during the pulse, but no population remains there after the pulse. Finally, the population transfer to the last vibrational levels of the ground $a^3\Sigma_u^+$(6s + 6s) is significant, making stable molecules. The results are interpreted in the framework of a two state model as an adiabatic inversion mechanism, efficient only within the photoassociation window. The large value found for the photoassociation rate suggests promising applications. The present chirp has been designed in view of creating a vibrational wavepacket in the excited state which is focussing at the barrier of the double well potential.Comment: 49 pages, 9 figures, submitted to Phys. Rev.

Stabilization of Ultracold Molecules Using Optimal Control Theory

In recent experiments on ultracold matter, molecules have been produced from ultracold atoms by photoassociation, Feshbach resonances, and three-body recombination. The created molecules are translationally cold, but vibrationally highly excited. This will eventually lead them to be lost from the trap due to collisions. We propose shaped laser pulses to transfer these highly excited molecules to their ground vibrational level. Optimal control theory is employed to find the light field that will carry out this task with minimum intensity. We present results for the sodium dimer. The final target can be reached to within 99% if the initial guess field is physically motivated. We find that the optimal fields contain the transition frequencies required by a good Franck-Condon pumping scheme. The analysis is able to identify the ranges of intensity and pulse duration which are able to achieve this task before other competing process take place. Such a scheme could produce stable ultracold molecular samples or even stable molecular Bose-Einstein condensates

Estudo Anatomohistopatológico da Paratuberculose em ovinos Serra da Estrela

A Paratuberculose é de uma doença crónica, de difícil diagnóstico, causadora de importantes perdas económicas. Por haver suspeita da sua presença nos efectivos ovinos da região da Serra da Estrela, é fundamental estabelecer um protocolo de diagnóstico rápido, eficaz e fiável, de modo a poderem ser identificados os rebanhos portadores de casos de doença e, posteriormente, elaborar-se um plano que permita o seu controlo. Este trabalho consistiu na aplicação de métodos de diagnóstico anatomopatológicos a 34 animais previamente submetidos a dois testes serológicos, ELISA e AGID, aos quais foi realizada a necrópsia. Assim, foram contemplados vários parâmetros de diagnóstico que incluíram a observação do hábito externo antes da realização da necrópsia, necrópsia, exame histopatológico, método de coloração de Ziehl-Neelsen, bem como o método de Imunohistoquímica, cujos resultados se apresentam. Teve como objectivo o estudo anátomopatológico de uma amostragem de animais soropositivos, negativos e duvidosos, de modo a avaliar o padrão lesional macro e microscópico, a presença de bactérias álcool-ácido-resistentes na coloração de Ziehl-Neelsen, bem como a marcação com o anticorpo anti-MAP, de modo a comparar estes resultados com os da serologia e assim contribuir para o objectivo último de estabelecer um protocolo de diagnóstico rápido, eficaz. Dos trinta e quatro animais enviados para necrópsia, verificou-se que os mesmos apresentaram reacção positiva ao ELISA em dezasseis casos, duvidoso num e foi negativo em doze animais. O AGID foi positivo apenas em quatro animais, e negativa em vinte e seis animais. O exame do hábito externo foi compatível em vinte e sete animais e não compatível em seis animais. O exame macroscópico foi compatível em vinte e oito animais e foi não compatível em três animais. A histopatologia foi compatível em vinte e um animais e foi não compatível em dez animais. Na coloração de Ziehl-Neelsen observaram-se bactérias álcool-ácido resistentes em dezoito animais e não se observaram bactérias álcool-ácido resistentes em treze animais. Na imunohistoquímica dois animais foram positivos.Projecto Agro 786, Medida 8. Desenvolvimento Tecnológico e Demonstração. Acção 8.1-Desenvolvimento Experimental e Demonstração, bem como a todas as entidades nele intervenientes

Montemuro - A Última Rota da Transumância

A profilaxia sanitária de algumas doenças infecto-contagiosas que afectam os ovinos recomenda a restrição da circulação de rebanhos, impondo também sérias restrições às transições de animais. Duas das doenças de maior importância sanitária em ovinos, quer pela sua elevada contagiosidade, quer pelas suas consequências na saúde animal são a Brucelose e a Agaláxia contagiosa. Destaca-se a Brucelose por ser a considerada a maior Zoonose do mundo e pela incidência elevada na população humana portuguesa e em especial na região centro. Ambas as doenças se traduzem por perdas económicas relevantes nos efectivos que atingem e ambas exigem um controlo preferencialmente do tipo profiláctico uma vez que a sua terapia se revela difícil e mal sucedida na maioria dos casos. Este controlo profiláctico acarreta medidas exigentes e dispendiosas que passam pelo despiste serológico e abate dos animais positivos no caso da Brucelose e vacinações semestrais no caso da Agaláxia, bem como medidas complementares de higiene que visam impedir o contágio entre animais da mesma exploração, entre animais de explorações distintas e cujo incumprimento impede qualquer eficácia das medidas anteriores. Para que a transumância se torne uma prática segura é essencial que, à realidade destes riscos sanitários, seja dada a importância devida por todos os intervenientes na sanidade animal e sejam implementadas medidas seguras para o seu controlo. Até lá, não poderemos deixar de os considerar uma verdadeira ameaça à prática da transumância no nosso país e em particular na nossa região

Pancreatic lesions and metabolic aggravation are prevented by low doses of sitagliptin in a rat model of type 2 diabetes

Introduction: The management of type 2 diabetes is designed to reduce disease-related complications and improve long-term outcomes. Inhibition of dipeptidyl peptidase-4 (DPP-4) activity by sitagliptin has been shown to improve glycaemic control in patients with type 2 diabetes Mellitus (T2DM) by prolonging the actions of incretin hormones, but the real impact of low-dose sitagliptin treatment on cardiometabolic risk factors and pancreatic lesions is almost unknown. This study aimed to evaluate the effects of low doses of sitagliptin on cardiovascular risk factors and histological pancreas parameters in Zucker Diabetic Fatty rats (ZDF (fa/fa)) an animal model of T2DM. Materials and Methods: Twenty weeks old diabetic obese (fa/fa) ZDF male rats were treated with vehicle or sitagliptin (10 mg/kg BW/day) during 6 weeks (n=8 each). The following parameters were assessed: glycaemia, HbA1c, insulin, lipidic profile; blood pressure. Specimens for pancreatic histopathology were stained with haematoxylin-eosin and periodic-acid-Shiff, examined by light microscopy. Endocrine and exocrine pancreas was evaluated semiquantitatively concerning inflammatory infiltrate, fibrosis, vacuolization and congestion, and scored from 0 (absent) to 3 (severe and extensive damage). Results: Sitagliptin in diabetic obese ZDF rats promoted a positive effect on dysglycaemia, dyslipidaemia and prevented the increase of blood pressure. Endocrine and exocrine pancreas presented a reduction/amelioration of fibrosis severity, inflammatory infiltrate, intra-islet vacuolation, and congestion vs the vehicle-treated diabetic rats. Conclusion: Simultaneous improvement of a sustainable glycaemic profile and of pancreatic histopathological lesions supports the favorable cardiovascular risk profile and may prove beneficial in decreasing long-term complications of T2DM.The authors are very grateful to the support of Fundação Merck Sharp & Dohm

Scalability of quantum computation with addressable optical lattices

We make a detailed analysis of error mechanisms, gate fidelity, and scalability of proposals for quantum computation with neutral atoms in addressable (large lattice constant) optical lattices. We have identified possible limits to the size of quantum computations, arising in 3D optical lattices from current limitations on the ability to perform single qubit gates in parallel and in 2D lattices from constraints on laser power. Our results suggest that 3D arrays as large as 100 x 100 x 100 sites (i.e., $\sim 10^6$ qubits) may be achievable, provided two-qubit gates can be performed with sufficiently high precision and degree of parallelizability. Parallelizability of long range interaction-based two-qubit gates is qualitatively compared to that of collisional gates. Different methods of performing single qubit gates are compared, and a lower bound of $1 \times 10^{-5}$ is determined on the error rate for the error mechanisms affecting $^{133}$Cs in a blue-detuned lattice with Raman transition-based single qubit gates, given reasonable limits on experimental parameters.Comment: 17 pages, 5 figures. Accepted for publication in Physical Review