Rapid flipping of parametric phase states

Since the invention of the solid-state transistor, the overwhelming majority of computers followed the von Neumann architecture that strictly separates logic operations and memory. Today, there is a revived interest in alternative computation models accompanied by the necessity to develop corresponding hardware architectures. The Ising machine, for example, is a variant of the celebrated Hopfield network based on the Ising model. It can be realized with artifcial spins such as the `parametron' that arises in driven nonlinear resonators. The parametron encodes binary information in the phase state of its oscillation. It enables, in principle, logic operations without energy transfer and the corresponding speed limitations. In this work, we experimentally demonstrate flipping of parametron phase states on a timescale of an oscillation period, much faster than the ringdown time \tau that is often (erroneously) deemed a fundamental limit for resonator operations. Our work establishes a new paradigm for resonator-based logic architectures.Comment: 6 pages, 3 figure

Technische und Suffizienz-Massnahmen zur Reduktion der schweizerischen Treibhausgasemissionen : der Vermeidungskostenansatz

Die vorliegende Studie bietet eine Analyse des Potentials verschiedener Massnahmen zur Reduktion der Treibhausgasemissionen in der Schweiz. Einerseits wurden technische Massnahmen und andererseits auch Suffizienz-Massnahmen untersucht. Neben dem Potential zur Reduktion der CO2eq-Emissionen wurde für die technischen Massnahmen auch die zu erwartenden volkswirtschaftlichen Einsparungen oder Kosten analysiert. Bei der Auswahl der Massnahmen lag der Fokus auf etablierten und kostengünstigen Technologien oder Verfahren, welche ab heute eingesetzt werden könnten. Die in der vorliegenden Studie verwendete Methodik ist grundsätzlich dieselbe, welche McKinsey im Jahr 2009 verwendete, um eine Analyse zu den CO2eq-Reduktionskosten verschiedener Massnahmen zur Reduktion der Treibhausgase in der Schweiz durchzuführen (McKinsey, 2009b). McKinsey hatte die volkswirtschaftlichen Kosten der verschiedenen Massnahmen untersucht. Steuern, Subventionen oder indirekte Kosten, wie zum Beispiel externe Kosten, die als Folge des Klimawandels entstehen, wurden nicht berücksichtigt. Seit der Veröffentlichung der Studie von McKinsey hat die technologische Entwicklung grosse Fortschritte gemacht und die Kosten vieler emissionsarmer Technologien, wie Photovoltaik und Elektroautos, sind erheblich gesunken. Die vorliegende Studie berücksichtigt diese Entwicklungen und analysiert die Reduktionskosten basierend auf aktuellen Daten. Das Reduktionspotential der Massnahmen wurde ermittelt, indem die Emissionen, die bei der Umsetzung der Massnahmen entstehen, mit den Emissionen im Referenzfall ohne Massnahmen verglichen wurden. Analog wurden die Kosten der technischen Massnahmen mit den Kosten des Referenzfalls verglichen. Für die Referenzfälle wurde basierend auf den Prognosen der Energieperspektiven 2050 des Bundes (Prognos, 2013) und anderen Studien (Infras, 2017; TEP Energy & Ecoplan, 2019) evaluiert, wie viele Emissionen im Jahr 2030 ohne Umsetzung der untersuchten Massnahmen entstehen. Nicht alle technischen Massnahmen verursachen Mehrkosten gegenüber dem Referenzfall. Bei einigen Massnahmen führen geringere Energie- und/oder Unterhaltskosten insgesamt zu Kosteneinsparungen. Um die Kosteneffizienz der verschiedenen technischen Massnahmen bezüglich CO2eq-Reduktion zu vergleichen, wurden die jährlichen Kosten ins Verhältnis zum jährlichen Reduktionspotential gesetzt und so die spezifischen Reduktionskosten pro vermiedene Tonne CO2eq-Emissionen berechnet. Die Ergebnisse zu den technischen Massnahmen sind in einer CO2eq-Reduktionskostenkurve dargestellt und zeigen das CO2eq-Reduktionspotential auf der horizontalen Achse und die CO2eq-Reduktionskosten auf der senkrechten Achse (Abbildung 1). Sowohl das Potential wie auch die Kosten wurden für das Jahr 2030 berechnet. Gemäss dem schweizerischen Treibhausgasinventar, welches Emissionen nach dem Territorialprinzip berücksichtigt, betrug im Jahr 2018 der CO2eq-Ausstoss der Schweiz 46.6 Mio. tCO2eq (BAFU, 2020b). Durch Steigerung der Energieeffizienz und teilweise Umstellung auf fossilfreie Technologien kann im Referenzszenario der CO2eq-Austoss der gesamten Schweiz bis 2030 auf 41.8 Mio. tCO2eq reduziert werden (Schweizerischer Bundesrat, 2017). Die in Abbildung 1 gezeigten technischen Massnahmen gehen bei der Umstellung auf fossilfreie Technologien viel weiter als das Referenzszenario und mit ihrer Umsetzung könnten zusätzlich 13.6 Mio. tCO2eq eingespart werden, sodass der CO2eq-Austoss der Schweiz im Jahr 2030 auf 28.2 Mio. tCO2eq reduziert würde (Abbildung 2)

Membrane-Based Scanning Force Microscopy

We report the development of a scanning force microscope based on an ultrasensitive silicon nitride membrane optomechanical transducer. Our development is made possible by inverting the standard microscope geometry - in our instrument, the substrate is vibrating and the scanning tip is at rest. We present topography images of samples placed on the membrane surface. Our measurements demonstrate that the membrane retains an excellent force sensitivity when loaded with samples and in the presence of a scanning tip. We discuss the prospects and limitations of our instrument as a quantum-limited force sensor and imaging tool.</p

Strong Parametric Coupling between Two Ultracoherent Membrane Modes

We demonstrate parametric coupling between two modes of a silicon nitride membrane. We achieve the coupling by applying an oscillating voltage to a sharp metal tip that approaches the membrane surface to within a few 100 nm. When the voltage oscillation frequency is equal to the mode frequency difference, the modes exchange energy periodically and faster than their free energy decay rate. This flexible method can potentially be useful for rapid state control and transfer between modes, and is an important step toward parametric spin sensing experiments with membrane resonators.ISSN:0031-9007ISSN:1079-711

Real World Analysis of Quality of Life and Toxicity in Cancer Patients Treated with Hyperthermia Combined with Radio(chemo)therapy

Hyperthermia (HT) in combination with radio(chemo)therapy (RCT) is a well-established cancer treatment strategy. This report analyses the quality of life (QoL), toxicity and survival outcomes in patients with different tumor entities who received HT in combination with RCT. The primary endpoint of this study was the assessment of QoL scale items 3 and 12 months after treatment in patients who were treated with palliative intent and curative intent, respectively. The secondary endpoints of this study were acute toxicities, 1-year overall survival (OS), and local progression-free survival (LPFS). Patients treated with curative intent experienced significant improvement in emotional functioning (EF), social functioning (SF), financial difficulties (FI) and insomnia (SL) 12 months after treatment. Patients had significantly improved FI and pain (PA) three months after palliative treatment. Acute toxicity of grade 3 or more was 26% during treatment and 4% after three months. The 1-year OS rates were 90% (95% CI: 79–96%) and 44% (95% CI: 31–59%) for patients treated with curative and palliative RCT combined with HT, respectively. Moreover, the 1-year LPFS rates were 94% (95% CI: 84–98%) for patients treated with curative intent and 64% (95% CI: 50–77%) for palliative patients. In summary, combined RCT and HT stabilized or improved QoL scale items for both curative and palliative indications

Konjunkturanalyse: Prognose 2018/2019. Breit abgestützter Aufschwung

Der vorliegende Beitrag dokumentiert die Ergebnisse der Frühjahrsprognose 2018 der KOF Konjunkturforschungsstelle der ETH Zürich vom 28.März 2018. Im ersten Teil werden die jüngsten Wirtschaftsentwicklungen im Ausland und in der Schweiz diskutiert und die wichtigsten Prognoseergebnisse in den verschiedenen Wirtschaftsbereichen dargestellt. Im zweiten Teil folgen die detaillierten Prognosen für die Schweiz, aufgeteilt nach den wichtigsten verwendungsseitigen Komponenten des Bruttoinlandprodukts

Konjunkturanalyse: Prognose 2018/2019. Der Aufschwung ist da

Der vorliegende Beitrag dokumentiert die Ergebnisse der Winterprognose2017 der KOF Konjunkturforschungsstelle der ETH Zürich vom 14.Dezember 2017. Im ersten Kapitel werden die jüngsten Wirtschaftsentwicklungen im Ausland und in der Schweiz diskutiert. Im zweiten Kapitel folgen die wichtigsten Prognoseergebnisse für die verschiedenen Wirtschaftsbereiche der Schweiz, aufgeteilt nach den wichtigsten verwendungsseitigen Komponenten des Bruttoinlandprodukts. Das dritte Kapitel erörtert die wichtigsten Prognoseergebnisse für die Weltwirtschaft