Online Scheduled Execution of Quantum Circuits Protected by Surface Codes

Quantum circuits are the preferred formalism for expressing quantum information processing tasks. Quantum circuit design automation methods mostly use a waterfall approach and consider that high level circuit descriptions are hardware agnostic. This assumption has lead to a static circuit perspective: the number of quantum bits and quantum gates is determined before circuit execution and everything is considered reliable with zero probability of failure. Many different schemes for achieving reliable fault-tolerant quantum computation exist, with different schemes suitable for different architectures. A number of large experimental groups are developing architectures well suited to being protected by surface quantum error correcting codes. Such circuits could include unreliable logical elements, such as state distillation, whose failure can be determined only after their actual execution. Therefore, practical logical circuits, as envisaged by many groups, are likely to have a dynamic structure. This requires an online scheduling of their execution: one knows for sure what needs to be executed only after previous elements have finished executing. This work shows that scheduling shares similarities with place and route methods. The work also introduces the first online schedulers of quantum circuits protected by surface codes. The work also highlights scheduling efficiency by comparing the new methods with state of the art static scheduling of surface code protected fault-tolerant circuits.Comment: accepted in QI

Des chiffres et des lettres

Les historiens ont de tout temps utilisé les textes. Mais leur approche a longtemps été purement empirique. Au fond, l’objectif primordial de l’historien était de disposer d’un texte sûr, d’où l’accent sur la critique des sources d’une part, et sur l’établissement du contenu de l’autre : une fois le texte solidement établi, on pouvait l’utiliser avec le statut de source autorisée et sous la forme de citations. Le découpage sélectif produit par le choix des citations tenait lieu d’interprétati..

Proofs as Cryptography: a new interpretation of the Curry-Howard isomorphism for software certificates

19 pagesThe objective of the study is to provide a way to delegate a proof of a property to a possibly untrusted agent and have a small certificate guaranteeing that the proof has been done by this (untrusted) agent. The key principle is to see a property as an encryption key and its proof as the related decryption key. The protocol then only consists of sending a nonce ciphered by the property. If the untrusted agent can prove the property then he has the corresponding proof term (λ-term) and is thus able to decrypt the nonce in clear. By sending it back, he proves that the property has been proven without showing the proof. Expected benefits include small certificates to be exchanged and the zero-knowledge proof schema which allows the proof term to remain secret. External agents can only check whether a proof exists without having any information about it. It can be of interest if the proof contains some critical information about the code structure for instance

Capteurs vibratoires connectés pour l'auscultation continue des ouvrages : exemple du barrage voute de Ribou (Cholet)

La surveillance vibratoire des structures est mise en oeuvre depuis quelques décennies à des fins de surveillance de l’état d’endommagement d’équipements industriels ou de structures bâties. Les techniques utilisées reposent le plus souvent sur l’emploi d’accéléromètres dont les signaux sont traités par des méthodes d’analyse des variations des fréquences propres, de calculs de déformées modales ou de calculs de flexibilité. Les objectifs visés sont la détection des dommages nouveaux, leur localisation et le suivi dans le temps de leur évolution. L’équipement permanent d’ouvrages ou de structures est rare compte tenu du coût important des instruments de mesure, à l’achat et à l’utilisation. L’auscultation est donc le plus souvent ponctuelle, dans le temps (installation périodiques d’instruments) et l’espace (suivi de fissures identifiées etc.). La détection et le suivi de dommages requièrent cependant la répétition fréquente des mesures. Nous avons mis au point une approche nouvelle capable de produire un diagnostic continu. Elle repose sur la combinaison d’instruments de faible coût d’installation et d’exploitation d’une part et sur une méthode de traitement robuste d’autre part. L’outil de mesure est composé d’un ou plusieurs capteurs de basse consommation et haute sensibilité assurant les fonctions de transduction, numérisation, pré-traitement et transmission d’une information synthétique vers un système d’analyse centralisé. L’ensemble fonctionne en continu et permet de produire un diagnostic en temps réel au pas de 24h. Nous présentons les résultats de nos analyses sur le barrage de Ribou (barrage voûte de production d’eau potable à Cholet). Trois approches sont comparées : 1/ la modélisation numérique du comportement vibratoire de la structure; 2/ l’interprétation des mesures continues acquises par un instrument placé sur la structure (de type installation permanente, couteuse) et enfin 3/ la simulation des résultats que notre nouvelle approche sera en mesure de fournir. L’auscultation permanente de l’ouvrage permet de suivre sa réponse aux variations des conditions météorologiques (la température en particulier) et de charge du barrage (hauteur d’eau, débit de débordement). L’approche globale de l’ouvrage autorise un suivi continu et économique de son « état de santé ». Ce résultat est obtenu grâce à des algorithmes fiables et robustes alimentés par des capteurs innovants, utilisant les technologies de l’Internet des objets pour transmettre une information condensée des vibrations mesurées

Capteurs vibratoires connectés pour l'auscultation continue des ouvrages : exemple du barrage voute de Ribou (Cholet)

National audienceLa surveillance vibratoire des structures est mise en oeuvre depuis quelques décennies à des fins de surveillance de l’état d’endommagement d’équipements industriels ou de structures bâties. Les techniques utilisées reposent le plus souvent sur l’emploi d’accéléromètres dont les signaux sont traités par des méthodes d’analyse des variations des fréquences propres, de calculs de déformées modales ou de calculs de flexibilité. Les objectifs visés sont la détection des dommages nouveaux, leur localisation et le suivi dans le temps de leur évolution. L’équipement permanent d’ouvrages ou de structures est rare compte tenu du coût important des instruments de mesure, à l’achat et à l’utilisation. L’auscultation est donc le plus souvent ponctuelle, dans le temps (installation périodiques d’instruments) et l’espace (suivi de fissures identifiées etc.). La détection et le suivi de dommages requièrent cependant la répétition fréquente des mesures. Nous avons mis au point une approche nouvelle capable de produire un diagnostic continu. Elle repose sur la combinaison d’instruments de faible coût d’installation et d’exploitation d’une part et sur une méthode de traitement robuste d’autre part. L’outil de mesure est composé d’un ou plusieurs capteurs de basse consommation et haute sensibilité assurant les fonctions de transduction, numérisation, pré-traitement et transmission d’une information synthétique vers un système d’analyse centralisé. L’ensemble fonctionne en continu et permet de produire un diagnostic en temps réel au pas de 24h. Nous présentons les résultats de nos analyses sur le barrage de Ribou (barrage voûte de production d’eau potable à Cholet). Trois approches sont comparées : 1/ la modélisation numérique du comportement vibratoire de la structure; 2/ l’interprétation des mesures continues acquises par un instrument placé sur la structure (de type installation permanente, couteuse) et enfin 3/ la simulation des résultats que notre nouvelle approche sera en mesure de fournir. L’auscultation permanente de l’ouvrage permet de suivre sa réponse aux variations des conditions météorologiques (la température en particulier) et de charge du barrage (hauteur d’eau, débit de débordement). L’approche globale de l’ouvrage autorise un suivi continu et économique de son « état de santé ». Ce résultat est obtenu grâce à des algorithmes fiables et robustes alimentés par des capteurs innovants, utilisant les technologies de l’Internet des objets pour transmettre une information condensée des vibrations mesurées

Resistance to a Rhabdovirus (VHSV) in Rainbow Trout: Identification of a Major QTL Related to Innate Mechanisms

Chantier qualité GAHealth control is a major issue in animal breeding and a better knowledge of the genetic bases of resistance to diseases is needed in farm animals including fish. The detection of quantitative trait loci (QTL) will help uncovering the genetic architecture of important traits and understanding the mechanisms involved in resistance to pathogens. We report here the detection of QTL for resistance to Viral Haemorrhagic Septicaemia Virus (VHSV), a major threat for European aquaculture industry. Two induced mitogynogenetic doubled haploid F2 rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) families were used. These families combined the genome of susceptible and resistant F0 breeders and contained only fully homozygous individuals. For phenotyping, fish survival after an immersion challenge with the virus was recorded, as well as in vitro virus replication on fin explants. A bidirectional selective genotyping strategy identified seven QTL associated to survival. One of those QTL was significant at the genome-wide level and largely explained both survival and viral replication in fin explants in the different families of the design (up to 65% and 49% of phenotypic variance explained respectively). These results evidence the key role of innate defence in resistance to the virus and pave the way for the identification of the gene(s) responsible for resistance. The identification of a major QTL also opens appealing perspectives for selective breeding of fish with improved resistance

Storage of Correlated Patterns in Standard and Bistable Purkinje Cell Models

The cerebellum has long been considered to undergo supervised learning, with climbing fibers acting as a ‘teaching’ or ‘error’ signal. Purkinje cells (PCs), the sole output of the cerebellar cortex, have been considered as analogs of perceptrons storing input/output associations. In support of this hypothesis, a recent study found that the distribution of synaptic weights of a perceptron at maximal capacity is in striking agreement with experimental data in adult rats. However, the calculation was performed using random uncorrelated inputs and outputs. This is a clearly unrealistic assumption since sensory inputs and motor outputs carry a substantial degree of temporal correlations. In this paper, we consider a binary output neuron with a large number of inputs, which is required to store associations between temporally correlated sequences of binary inputs and outputs, modelled as Markov chains. Storage capacity is found to increase with both input and output correlations, and diverges in the limit where both go to unity. We also investigate the capacity of a bistable output unit, since PCs have been shown to be bistable in some experimental conditions. Bistability is shown to enhance storage capacity whenever the output correlation is stronger than the input correlation. Distribution of synaptic weights at maximal capacity is shown to be independent on correlations, and is also unaffected by the presence of bistability

Mild, aqueous α-arylation of ketones : towards new diversification tools for halogenated metabolites and drug molecules

The authors thank the European Research Council (FP7/2007-2013/ERC grant agreement no 614779 to RJMG) and (FP7 2009-2014/ERC agreement no 227817 to SPN) for generous funding.The palladium-catalyzed aqueous α-arylation of ketones was developed and tested for a large variety of reaction partners. These mild conditions enabled the coupling of aryl/ alkyl-ketones with N-protected halotryptophans, heterocyclic haloarenes, and challenging base-sensitive compounds. The synthetic potential of this new methodology for the diversification of complex bioactive molecules was exemplified by derivatising prochlorperazine. The methodology is mild, aqueous and flexible, representing a means of functionalizing a wide range of halo-aromatics and therefore has the potential to be extended to complex molecule diversification.PostprintPeer reviewe