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Ampere-Maxwell's Law: Problem-Solving01:17

Ampere-Maxwell's Law: Problem-Solving

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A parallel-plate capacitor with capacitance C, whose plates have area A and separation distance d, is connected to a resistor R and a battery of voltage V. The current starts to flow at t = 0. What is the displacement current between the capacitor plates at time t? From the properties of the capacitor, what is the corresponding real current?
To solve the problem, we can use the equations from the analysis of an RC circuit and Maxwell's version of Ampère's law.
For the first part of the...
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The Quantum-Mechanical Model of an Atom

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Shortly after de Broglie published his ideas that the electron in a hydrogen atom could be better thought of as being a circular standing wave instead of a particle moving in quantized circular orbits, Erwin Schrödinger extended de Broglie’s work by deriving what is now known as the Schrödinger equation. When Schrödinger applied his equation to hydrogen-like atoms, he was able to reproduce Bohr’s expression for the energy and, thus, the Rydberg formula governing hydrogen spectra.
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Propagation of Uncertainty from Random Error00:59

Propagation of Uncertainty from Random Error

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An experiment often consists of more than a single step. In this case, measurements at each step give rise to uncertainty. Because the measurements occur in successive steps, the uncertainty in one step necessarily contributes to that in the subsequent step. As we perform statistical analysis on these types of experiments, we must learn to account for the propagation of uncertainty from one step to the next. The propagation of uncertainty depends on the type of arithmetic operation performed on...
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Propagation of Uncertainty from Systematic Error

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The atomic mass of an element varies due to the relative ratio of its isotopes. A sample's relative proportion of oxygen isotopes influences its average atomic mass. For instance, if we were to measure the atomic mass of oxygen from a sample, the mass would be a weighted average of the isotopic masses of oxygen in that sample. Since a single sample is not likely to perfectly reflect the true atomic mass of oxygen for all the molecules of oxygen on Earth, the mass we obtain from this...
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Ampere's Law: Problem-Solving01:31

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Ampere's law states that for any closed looped path, the line integral of the magnetic field along the path equals the vacuum permeability times the current enclosed in the loop. If the fingers of the right hand curl along the direction of the integration path, the current in the direction of the thumb is considered positive. The current opposite to the thumb direction is considered negative.
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Fault Types01:18

Fault Types

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When analyzing a single line-to-ground fault from phase A to ground at a three-phase bus, it is important to consider the fault impedance. This impedance is zero for a bolted fault, equal to the arc impedance for an arcing fault, and represents the total fault impedance for a transmission-line insulator flashover. To derive sequence and phase currents, fault conditions are translated from the phase domain to the sequence domain.
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Caminos hacia la computación cuántica universal tolerante a fallas

Earl T Campbell1, Barbara M Terhal2,3, Christophe Vuillot2

  • 1Department of Physics and Astronomy, University of Sheffield, Sheffield, UK.

Nature
|September 15, 2017
PubMed
Resumen

Los investigadores están desarrollando computadoras cuánticas tolerantes a las fallas y capaces de procesar información. Los esfuerzos actuales se centran en la creación de qubits lógicos resistentes al ruido, un paso crucial hacia la construcción de procesadores cuánticos confiables para cálculos complejos.

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Área de la Ciencia:

  • La computación cuántica
  • Procesamiento de la información
  • Arquitecturas tolerantes a las fallas

Sus antecedentes:

  • Las computadoras cuánticas prácticas requieren no solo almacenamiento de información, sino también capacidades de procesamiento.
  • Las arquitecturas tolerantes a fallos son esenciales para evitar que los errores inducidos por el ruido se propaguen en los sistemas cuánticos.
  • La investigación actual está avanzando hacia los qubits lógicos resistentes al ruido, un elemento fundamental para la computación cuántica.

Objetivo del estudio:

  • Esbozar los requisitos para la conversión de dispositivos cuánticos de meras unidades de memoria a procesadores funcionales.
  • Investigar métodos para realizar conjuntos universales de puertas cuánticas en qubits lógicos.
  • Evaluar las demandas de recursos de las propuestas de implementación de puertas existentes y explorar alternativas.

Principales métodos:

  • Revisando el progreso experimental actual en los qubits lógicos resistentes al ruido.
  • Analizar las principales propuestas para la implementación de puertas universales, incluidas las técnicas de destilación de estado mágico y código de color.
  • Exploración de esquemas alternativos que utilizan códigos cuánticos de alta dimensión dentro de las arquitecturas modulares.

Principales resultados:

  • Los experimentos actuales demuestran los primeros pasos hacia los qubits lógicos resistentes al ruido.
  • Las principales propuestas para la implementación de puertas universales (destilación de estado mágico, códigos de color) se destacan por sus altos requisitos de recursos.
  • Los enfoques alternativos que utilizan códigos cuánticos de alta dimensión en arquitecturas modulares muestran potencial, pero requieren una mayor investigación.

Conclusiones:

  • La conversión de dispositivos cuánticos en procesadores requiere la definición de las operaciones de puerta universal.
  • Los métodos existentes para la implementación de la puerta se enfrentan a importantes desafíos de recursos.
  • La investigación adicional de esquemas alternativos, en particular los que involucran códigos cuánticos de alta dimensión y arquitecturas modulares, es crucial para el avance de la computación cuántica práctica.