확장 가능한 양자 컴퓨터에 대한 탐구가 암 퇴치를 돕는 방법
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Nicolas de Angelis - Voyage
.적외선 화학 이미징 기술, 새로운 정밀 암 진단 약속
Purdue University의 Brian Huchel 저 크레딧 : CC0 공개 도메인, 2019 년 7 월 19 일
올해 미국 암 협회 (American Cancer Society)에 따르면 전 세계적으로 174,000 명이 넘는 남성이 전립선 암으로 진단받을 것이라고한다. Purdue의 웰던 (Weldon) 생명 공학 학교 및 화학과의 교수 인 Ji-Xin Cheng은 뉴 잉글랜드 저널 오브 메디신 (New England Journal of Medicine)의 한 신문에 따르면 1,410 명의 남성을 선별해야하고 48 명의 전립선 암 환자를 치료 해야한다고 밝혔다. 한 번만 죽음을 방지합니다. 보스턴 대학의 무스 타카 (Moustakas)의 포토닉스 (Photonics) 교수 겸 교수 인 쳉 (Cheng)은 " 현재의 검사는 정확하지 않기 때문에 많은 양의 암 이 있는지 여부를 의사가 알 수 없기 때문에 많은 수술이 필요하다 . Cheng and Ali Shakouri, Mary Jo 및 Robert L. Kirk의 연구를 포함하는 새로운 적외선 화학 이미징 작업은 Purdue의 Discovery Park에있는 Birck 나노 기술 센터의 디렉터로 패러다임을 바꾸고 조직에 대한 현미경 검사를 통해 그곳에있는 것을 탐지하고 불필요한 수술을 줄였습니다. "영향은 클 것이다."라고 Cheng은 말했다. "이 새로운 방법은 바이오 마커 정보와 서브 미크론 공간 분해능을 가진 공격적 유방암, 전립선 암 및 다른 암의 검출을 가능하게 할 것 "이라고 말했다. 새로운 기술은 7 월 19 일 금요일 Science Advances 지에 게재 된 논문에 자세히 나와있다 . 보스턴 대학 (Boston University)과 중국 과학원 (China Academy of Sciences)의 연구원은이 연구에 협력했습니다. 연구의 핵심 가치는 속도입니다. 제안 된 방법은 세포와 조직을 훨씬 빨리 검사 할 수 있습니다. 또한 바이오 마커 정보를 결정하는 데 중요한 큰 영역 매핑이 가능합니다. 쳉 교수는 암의 공격성을 결정 짓는 지표를 찾는 것이이 연구의 목표 였다고 전했다. 이 방법은 전통적인 적외선 분광법으로 연구하기 위해 샘플을 건조시키는 대신 생체 암 세포를 검사 할 수 있습니다. 이 논문은 샘플을 통해 적외선 여기 레이저와 다른 가시적 인 프로브 레이저를 비추고 고온 상태와 차가운 상태의 차이를 측정하는 방법을 설명합니다. 광열 감지는 세포 내의 다양한 바이오 마커를 찾을 수있는 기회를 제공하면서 전통적인 적외선 현미경과 비교하여 한 차원 높은 공간 해상도를 향상시키는 데 사용됩니다. 쳉 (Cheng)은 Shakouri와 함께 초당 백만 픽셀을 처리 할 수있는 잠금 장치 카메라를 사용했습니다. 자물쇠 카메라의 발명자 샤 쿠리 (Shakouri)는 카메라가 들어오는 빛의 변화 를 감지했다고 말했다 . 이 연구는 3 년 전에 같은 저널에 발표 된 쳉 (Cheng)과 동료 연구에 기반을두고 있습니다. 이전의 이미징은 이미지 당 8 초가 필요했는데, 세포와 분자가 일정한 운동을하기 때문에 Cheng이 너무 느리게 생각했습니다. 향후 연구에는 시야를 확대하여 검사 할 수있는 샘플의 크기를 수 밀리미터만큼 크게 할 수있는 작업이 포함됩니다. 쳉 (Cheng)은 단일 바이러스 나 단일 박테리아와 같은 매우 작은 입자를 감지하기 위해 감도를 높이기를 원한다. 후자는 항생제에 대한 박테리아 반응을보다 빠르게 감지 할 수 있습니다. "현재의 내과 적 관행은 표본을 배양하는데 1-2 일을 소비하는 것입니다. 그러면 감염 여부를 의사가 알려줄 수 있습니다." "그러나 우리가 단일 박테리아 수준에서이를 측정 할 수 있다면 그것은 신속한 탐지입니다.이 플랫폼의 매우 중요한 응용 프로그램이 될 것입니다."
추가 탐색 새로운 이미징 기술은 의학 진단, 연구를위한 진보입니다. 자세한 정보 : Y. 바이 엘 (Y. Bai el al.), "광전자 적외선 흡수에 의한 초고속 화학 이미징", Science Advances (2019). advances.sciencemag.org/content/5/7/eaav7127 Fritz H. Schröder et al. 무작위 유럽 연구에서의 선별 및 전립선 암 사망률, New England Journal of Medicine (2009). DOI : 10.1056 / NEJMoa0810084 저널 정보 : New England Journal of Medicine , Science Advances 퍼듀 대학 제공
https://medicalxpress.com/news/2019-07-infrared-chemical-imaging-technology-precision.html
.시뮬레이션으로 자기 거울의 균열을 수정했습니다
에 의해 스프링 크레딧 : CC0 공개 도메인, 2019 년 7 월 18 일
링 모양의 전자석이 선형 배열로 설치되면 각 끝에 원뿔이있는 튜브와 유사한 자기장을 생성 할 수 있습니다. 접근 경로를 따라 원추형으로 들어가는 하전 입자를 밀어내는 구조입니다. '자기 거울'이라고 불리는이 장치는 1950 년대 이래로 플라즈마를 가두는 비교적 쉬운 방법으로 알려져 있지만 본질적으로 새는 것으로 입증되었습니다. EPJ D에 발표 된 연구에서Northwest Normal University의 Wen-Shan Duan과 중국 과학원의 Lei Yang (둘 다 중국)의 물리학 자들은 특정 조건이 충족되면 이러한 플라즈마 누출을 최소화 할 수 있음을 보여줍니다. 컴퓨터 시뮬레이션을 사용하여 물리학 자들은 자기 미러 내에서 고 에너지 양성자 빔의 동적 특성을 분석하고 시뮬레이션 설정을 미세 조정하여 감금을 최대화했습니다. 첫째, Duan, Yang과 동료들은 거울의 가장 강한 자기장 (각 원뿔의 끝 부분)을 가장 약한 장 (튜브의 표면)으로 나눈 '거울 비율'을 다양하게 변경했습니다 . 그들은 정밀하게 조정 된 전자석 구성을 사용하여 달성 할 수있는 더 높은 거울 비율이 긴 가두 시간과 낮은 손실률에 직접적으로 일치한다는 것을 발견했습니다. 두 번째로 팀은 플라즈마 빔 자체의 초기 조건이 밀도, 온도, 속도 및 궤적을 포함하여 중요한 영향을 미치는 것으로 나타났습니다. 이러한 각각의 특성이 최적화되었을 때, 시뮬레이션 된 고 에너지 빔은 미러 내에서 긴밀한 나선형 패턴으로 움직여 최대 감금을 보장합니다. Duan과 Yang의 팀이 수집 한 통찰력은 낮은 플라즈마 감금 시간과 자기 거울의 높은 손실률 이라는 수십 년 전의 문제를 해결할 수있었습니다 . 이것은 고 에너지 반 프로톤의 감속뿐만 아니라 안티 수소 원자와 전자 - 양전자 플라즈마의 생산 및 감금을 포함하는 흥미 진진한 새로운 입자 물리 실험에 이상적 일 수 있습니다.
추가 탐색 도넛 모양의 융합 플라즈마가 악영향을 줄이는 방법 더 자세한 정보 : Fang-Ping Wang 외, 자기 거울에서 양성자 빔의 감금, European Physical Journal D (2019). DOI : 10.1140 / epjd / e2019-90587-0 저널 정보 : European Physical Journal D Springer 제공
https://phys.org/news/2019-07-simulations-magnetic-mirrors.html
.과학자들은 금속에서 수소 - 나노 볼 상호 작용에 대한 예측 모델을 만든다
하여 중국 과학 아카데미 연구 모델에 의해 예측 된 텅스텐 (회색 원자, 부분적으로 나타낸)에서의 수소 (시안 및 청색 원자) 나노 버블의 구조. 크레딧 : HOU Jie, 2019 년 7 월 15 일
중국과 캐나다 과학자들의 5 년간의 공동 연구는 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 금속에서 수소 나노 버블의 특성을 예측하기위한 이론적 모델을 만들었습니다. 국제 팀은 허페이 (合肥) 물리 과학 연구소의 고체 물리 연구소 (Institute of Solid State Physics)의 중국 과학자들과 맥길 대학 (McGill University)의 캐나다 파트너들로 구성되었습니다. 결과는 7 월 15 일 Nature Materials 에 발표 될 예정 이다. 연구자들은 핵융합로와 같은 수소가 풍부한 환경에서 수소에 의한 손상을 정량적으로 이해하고 평가할 수 있다고 연구진은 믿고있다. 알려진 우주에서 가장 풍부한 원소 인 수소 는 융합 반응에 매우 기대되는 연료 이므로 연구의 중요한 초점이다. 융합 반응기의 핵심에있는 텅스텐 갑옷과 같은 특정 수소 농축 환경에서는 금속 물질이 광범위한 수소 노출에 의해 심각하고 복구 할 수 없을 정도로 손상 될 수 있습니다. 가장 작은 원소이기 때문에 수소는 금속 원자 사이의 틈을 통해 금속 표면 을 쉽게 통과 할 수 있습니다 . 이러한 수소 원자는 제조 과정에서 또는 중성자 조사에 의해 생성 된 금속의 나노 스케일 공극 ( "나노 빈돌") 내부에 쉽게 포획 될 수있다. 이 나노 버블은 내부 수소 압력 하에서 점점 더 커지고 결국 금속 결함을 일으 킵니다. 당연히 기포의 형성과 성장을 촉진시키는 수소와 나노 입자 사이의 상호 작용이 그러한 실패의 열쇠로 여겨진다. 그러나 수소 나노 버블의 기본 성질, 예를 들면 수와 거품 속에 포집 된 수소의 강도는 크게 알려지지 않았다. 또한, 이용 가능한 실험 기술은 나노 스케일 수소 버블을 직접 관찰하는 것을 실질적으로 불가능하게 만든다. 이 문제를 해결하기 위해 연구팀은 근본적인 양자 역학에 기반한 컴퓨터 시뮬레이션을 대신 사용할 것을 제안했습니다. 그러나 수소 나노 버블의 구조적 복잡성은 수치 시뮬레이션을 매우 복잡하게 만들었습니다. 결과적으로 연구자들은 질문에 대답하기에 충분한 컴퓨터 시뮬레이션을 제작하는 데 5 년이 필요했습니다. 그러나 결국 이들은 나노 볼의 수소 포획 거동이 단순한 규칙을 따르기는하지만 복잡하다는 사실을 발견했다. 첫째, 개개의 수소 원자 는 뚜렷한 에너지 준위의 나노 입자의 내부 표면에 서로 배타적 인 방식으로 흡착된다. 둘째, 일정 기간 동안 표면 흡착이 일어나면 제한된 공간으로 인해 수소가 나노 바 이드 코어로 밀어 넣어 져 분자 수소 가스가 축적됩니다. 이 규칙에 따라 팀은 수소 나노 버블의 성질을 정확하게 예측하고 최근 실험적 관찰과 잘 일치하는 모델을 만들었습니다. 수소가 금속에서 나노 볼을 채우는 것처럼,이 연구는 수소 나노 버블이 금속에서 어떻게 형성되는지를 이해하는 데 오랫동안 공백을 채웠다. 이 모델은 핵융합로에서 수소로 인한 손상 을 평가하는 강력한 도구를 제공 하므로 미래에 융합 에너지를 얻을 수있는 길을 열어줍니다 .
추가 탐색 핵융합로의 텅스텐 벽에서의 수소 흡수에 대한 예기치 않은 에너지 장벽 자세한 정보 : bcc 금속 나노 보이드의 수소 트래핑 및 버블 링 예측 모델 Nature Materials (2019). DOI : 10.1038 / s41563-019-0422-4 저널 정보 : Nature Materials 중국 과학 아카데미에서 제공
https://phys.org/news/2019-07-scientists-hydrogen-nanovoid-interaction-metals.html
.확장 가능한 양자 컴퓨터에 대한 탐구가 암 퇴치를 돕는 방법
Jennifer Langston, Microsoft 제공 크레딧 : CC0 공개 도메인, 2019 년 7 월 15 일
유방암을 앓고있는 일부 환자는 여러 차례의 화학 요법을 받아야하며, 독성 약물의 특정 칵테일이 종양을 수축시키는 지 여부를 의학적 검사가 보여주기 전에 림보 (limbo)로 수 개월을 보낼 수 있습니다. 케이스 웨스턴 리저브 (Western Reserve) 대학의 연구자들은이를 바꾸기 위해 노력하고 있습니다. 그들은 자기 공명 지문법 (Magnetic Resonance Fingerprinting)이라는 새로운 접근 방법을 개척했습니다.이 방법은 더 민감한 스캐닝 기법을 사용하여 단 한 번의 화학 요법으로 치료가 진행되고 있는지 여부를 감지 할 수 있습니다. "우리는 6 개월에 비해 일주일 안에 그러한 변화를 볼 수 있다고 생각합니다."라고 MRI 연구 담당 이사 인 Mark Griswold는 말했다. "화학 요법이 효과가 없다면, 당신은 단지 몸을 독살했기 때문에 환자 결과와 삶의 질 모두에있어서 정말로 중요합니다." 새로운 방법은 엄청난 가능성을 가지고 있지만 신속하고 정확하게 질병을 진단 할 수 있도록 스캔을 설계하는 것은 매우 어려운 계산 문제입니다 혁신적인 접근법을 요구하는 입니다. 이제 Case Western Reserve 연구원은 Microsoft의 양자 컴퓨팅 팀에서 개발 한 알고리즘을 사용하여 문제에 대한 해결책을 발견하고 극적인 개선을 보았습니다. 미래의 양자 컴퓨터를 활용하도록 설계된 Microsoft의 "양자 - 영감"알고리즘은 양자 물리 원리를 빌려 극도로 어려운 계산 문제를 해결합니다. 그러나 그들은 고전적인 컴퓨터 에서도 작동 할 수 있습니다. 오늘날 널리 보급 수 있습니다. 그들은 Case Western Reserve 팀이 이전의 최첨단 접근 방식보다 최대 3 배 빠른 스캔을 생성 할 수 있었으며 핵심적인 질병 식별자를 측정 할 때 거의 30 % 더 정밀한 스캔을 가능하게했습니다. 이러한 진보는 의사가 암 및 기타 질병을 조기 발견하고 진행 상황을 측정하기 어려운 신약을 개발하거나 생체 검사와 같은 침습적 인 절차에 의존하기보다는 이미징을 사용하여 암을 진단하는 데 도움이 될 수 있습니다. 마이크로 소프트의 양자 - 영감 알고리즘은 특히 복잡하고 현재의 기술로 인해 해결해야 할 많은 컴퓨팅 파워를 필요로하는 최적의 또는 효율적인 솔루션을 찾기위한 방대한 수의 가능성을 찾아내는 최적화 문제에 유용합니다. 전형적인 예로는 대도시 전역에서 트래픽 흐름이 원활하게 이루어지며, 바쁜 국제 공항에서 게이트 및 활주로 공간을 할당하거나 다양한 장비에서 복잡한 제조 프로세스를 최적으로 정렬하는 방법을 결정하는 것이 포함됩니다. Microsoft의 퀀텀 팀은 암 및 기타 질병을보다 빠르고 안정적으로 탐지하기위한 Case Western Reserve의 노력을 강화할뿐 아니라 양자 영감 알고리즘을 사용하여 다른 국가의 자원을 이상적으로 균형 잡는 방법을 찾는 두바이 전기 및 수도국과도 파트너 관계를 유지하고 있습니다. 전체 전기 그리드에서 에너지 원.
https://youtu.be/BWdQOEH_5vU
글로벌 자문 기관인 중개업 및 솔루션 회사 인 Willis Towers Watson은 Microsoft의 양자 - 영감을받은 알고리즘으로 인해 회사가 위험을 정량화하고 투자 전략을 알리는 데 사용하는 복잡한 수학적 모델을 개선 할 수있는 방법을 모색하고 있습니다. Microsoft 연구원은 위상 기 큐트 (topological qubit)라고 불리는 양자 정보 입자를 사용하여 업계에서 가장 안정적이고 확장 가능한 양자 컴퓨터를 만들기위한 노력의 일환으로 알고리즘을 개발했습니다. 연구진은 양자 컴퓨팅 플랫폼을 통해 과학자들이 몇 분 안에 계산을 수행 할 수있게되어 현재 컴퓨터에 수십억 년이 소요될 수 있다고합니다. Quantum-inspired 알고리즘은 이러한 시스템이 어떻게 작동하는지 시뮬레이션하지만 기존 컴퓨터에서 실행할 수 있습니다. 범용 양자 컴퓨터의 개발이 계속 진행됨에 따라 오늘날 기업들은 Microsoft Quantum Network에 가입하여 Microsoft Azure 및 중앙 처리 장치 (CPU), 그래픽 처리 장치 (GPU)와 같은 고전적인 컴퓨터 하드웨어에서 작동하는 새로운 양자 영감 서비스에 액세스 할 수 있습니다 ) 및 필드 프로그래머블 게이트 어레이 (FPGA)를 포함한다. Microsoft의 양자 사업 개발 담당 이사 인 줄리 러브 (Julie Love)는 "컴퓨터 프로그래밍으로 얻은 교훈과 교훈을 통해 고전적으로 실행할 수있는 획기적인 발전을 이루었습니다. 이는 Microsoft 팀이 의료, 재무 관리, 석유 및 가스 및 자동차 산업에서 고객 솔루션을 개발하고 가속화 할 수있게 해 준다고 그녀는 말했습니다. "더 강력한 하드웨어가 출시되고 있지만, 이러한 양자 발전은 현재 일어나고 있습니다."라고 Love 씨는 말했습니다. '우리가 방금 다른 어떤 것으로도 볼 수 없었던 결과' 어떤 부모라도 알고 있듯이 자녀의 이마에 손을 대고 열이 나는지 여부에 대한 유용한 감각을 얻을 수 있습니다. 온도를 측정 할 수있는 온도계가 없으면 기다릴 지 보는지, 약을 먹거나 병원에 출근 할 것인지에 대한 정보에 입각 한 결정을 내리는 것이 더 어렵습니다. 자기 공명 핑거 프린팅은 의사가 특정 영역의 밝기 나 색이 조직의 질병이나 건강을 나타낼 지 여부를 주관적으로 결정하기보다는 다양한 조직 특성에 대해 동일한 정도의 정량 정밀도로 MRI를 해석하는 기술입니다. 현재 수십 개의 학술 의료 센터에서 사용되고 있으며, 앞으로 더욱 광범위하게 채택 될 것으로 예상됩니다.
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"수백만의 사람들이 MRI로 구제 받거나 삶을 개선했지만 지금까지 우리가 한 일은 누군가의 머리에 손을 대는 것과 같습니다."라고 Griswold는 말했습니다. "지문 인식이 허용하는 가장 큰 변화는 온도 판독과 같은 수치를 통해 진단을 직접 내릴 수 있다는 것입니다." 필적할만한 정량적 MRI 프로토콜보다 1.8 배 우수한 성능을 보인 자기 공명 핑거 프린팅은 이미지의 모든 픽셀에 대한 조직 특성의 수치 측정치를 산출합니다. 이것은 훨씬 복잡한 펄스 시퀀스 (자기장 내에서 서로 다른 유형의 지방, 조직 또는 종양으로부터 특유의 신호를 생성하기 위해 자기장과 결합되는 무해한 전파)를 사용하여이를 수행합니다. 이러한 데이터 집약적 인 패턴은 물리 시뮬레이션에서 직접 계산할 수있는 알려진 자기 공명 "지문"을 가진 방대한 조직 라이브러리와 비교됩니다. 충분한 정밀도로 패턴 매치만으로 대장 암이나 뇌암을 진단 할 수있어 고통스럽고 침습적 인 진단 절차를 통해 환자를 보호 할 수 있습니다. 그리고 다발성 경화증 및 간질과 같은 상황에서 지문 스캔은 기존 방법으로는 보이지 않지만 의사가 오늘날 볼 수있는 것보다 임상 적으로 의미있는 뇌의 변화를 감지 할 수 있습니다. 이는 환자에게 질병이 어떻게 진행되는지 더 잘 예측하거나 새로운 약제가 질병 퇴치에 효과적인지 여부를 판단하여 현재 성공의 척도가없는 질병을 퇴치하는 데 도움이 될 수 있습니다. 자기 공명 핑거 프린팅의 트릭은 기하 급수적 인 광대 한 펄스 시퀀스 중에서 빠르게 건강한 조직과 질병의 다른 증상을 구별 할 수있는 충분한 정확도로 스캔을 생성 할 것인지를 파악하는 것입니다. 각 시퀀스는 각도, 강도 또는 지속 시간에 따라 각각 다를 수있는 많은 개별 펄스로 구성되기 때문에 복잡한 수집을위한 잠재적 인 시퀀스의 수는 가시적 인 우주의 원자 수에 비해 엄청나게 큽니다. Griswold는 "매우 빨리 이것이 서로 결합되어있는 많은 가능성들에 대한 문제가되어 전통적인 최적화 방법들이 어떤 현실적인 방법으로도 그것을 해결하기 위해 정말로 고심하고있다"고 말했다. "우리가 다른 어떤 것으로도 볼 수 없었던 결과를 얻을 수있게 해주는 양자 영감을받은 알고리즘에는 고유 한 이점이 있습니다." 마이크로 소프트의 최적화 알고리즘에 의해 선택된 펄스 시퀀스는 이전의 것보다 3 배 빠른 스캔을 제공하여 처리량을 늘리고, 비용을 절감하며, 특히 MRI를 몇 달간 기다려야하는 영역에서 생명을 구하는 진단에 대한 액세스를 향상시킵니다. 그리고 질병의 중요한 식별자가 될 수있는 T2 측정의 정확도가 약 30 % 향상된다는 것은 조기에 종양을 포착하는 것의 차이와 유망한 치료 옵션이 제한 될 때까지 보지 않는 것의 차이를 의미 할 수 있습니다. 케이스 웨스턴 리저브 (Case Western Reserve)의 인터랙티브 코 몬즈 (Interactive Western)의 교수 디렉터이기도 한 그리스 월드 (Griswold)는 "시스템을 조금만 조정하는 것 이상의 의미있는 성과를 거둘 수 있었다. "양자에 영감을받은 알고리즘과 양자 컴퓨터가 문자 그대로 우리에게 다음 양자 도약을주는 것처럼 느껴질 것입니다. 결코 똑같은 방식으로 일을함으로써 비즈니스에서 엄청난 변화를 겪지 않을 것입니다."
Julie Love, Microsoft의 양자 사업 개발 담당 이사 신용 : Mark Malijan.
양자에 영감을받은 알고리즘 발견
양자 컴퓨터에서 큐 비트의 고유 한 특성, 특히 0과 1의 값을 동시에 유지할 수 있기 때문에 정보를 기하 급수적으로 빠르게 처리 할 수 있으며 단순히 기후 변화와 세계 기아 문제에 대한 해결책을 찾을 수 있습니다. 오늘은 불가능합니다. 그러나 양자 입자가 까다 롭고 불안정하기 때문에 Microsoft는 전체 양자 컴퓨팅 플랫폼을 지원할 수있는보다 안정적이고 확장 가능한 큐 비트를 개발하기 위해 노력하고 있습니다. 양자 어닐 러 (quantum annealer)라고 불리는 다른 유형의 기계는 양자 입자의 다른 마인드 벤딩 특성을 사용하여 많은 복잡한 변수와 제약 조건으로 최적화 문제를 해결하는 단일 태스크를 수행합니다. "엔터프라이즈 고객과 이야기 할 때 이러한 어려운 최적화 문제가 계속 반복해서 발생합니다."Microsoft의 사랑이 말했다. "금융 서비스, 제약, 석유 및 가스, 자동차, 산업재 또는 화학 회사에 사람들로 가득 찬 방이있을 수 있습니다. 그러면 사람들은 '오 세상에, 네, 그렇습니다. 원래 연구자들은 양자 어닐링 어가 어떻게 작동 하는지를 조사하고 있었기 때문에 내부에서 일어나는 일을 시뮬레이션하는 알고리즘을 개발했습니다. 우연히, 그들은 대중적인 최적화 테스트에서 고전적이지만 양자 - 영감을받은 알고리즘을 테스트하기로 결심하고 다른 솔루션을 날려 버리는 것을 발견했습니다. "그것은 하나의 주제에 대해 과학 프로젝트를하고 있다고 생각하는 곳 중 하나 였고, 당신은 뭔가 흥미로운 것을 발견하고 훨씬 더 흥미 진진하다는 것을 깨닫습니다"라고 마이크로 소프트의 선임 연구원 인 스티븐 조던 (Stephen Jordan)은 말했다. 양자 - 영감 알고리즘을 실제 비즈니스 및 연구 문제에 적용 할 수 있습니다. "이 사람들은 누구인가요? 그들은 컴퓨터 과학자조차 아닙니다! 그들은 이상한 알고리즘을 가진 양자 물리학 자입니다."라고 그는 말했다. 최적화 문제를 해결하기 위해 컴퓨터는 가장 적은 노력이나 비용을 요구하는 솔루션을 찾습니다. 그러나 어떤 경우에는 익숙하지 않은 매우 불규칙하고 산이 많은 풍경에서 가장 낮은 지점을 찾기 위해 노력하는 산악인과 같습니다. 그 또는 그녀가 특정 골짜기에 도착하면, 다음 산 위에 더 낮은 지점이 있는지를 알 수있는 방법이 없습니다. 알아 내려면 다음 가파른 언덕을 오르 내리는 데 엄청난 양의 에너지가 필요합니다. 그래서 그들은 가치가 없다고 판단하고 거기에 갇히게됩니다. 최저점이나 더 나은 해결책을 찾지 못합니다. 양자 입자는 독특한 특성을 지니고있어이 예제에서 다른쪽에있는 것을 발견하기 위해 산을 쉽게 터널링 할 수 있습니다. 이 터널링 기능을 모방하여 Microsoft의 퀀텀에서 영감을 얻은 알고리즘은 널리 사용 가능한 하드웨어를 사용하여 완전히 새로운 방식으로 최적화 문제 를 해결할 수 있습니다. 마이크로 소프트의 양자 컴퓨팅 팀 수석 연구원 인 Matthias Troyer는 안정적인 토폴로지 큐 비트를 기반으로하는 본격적인 양자 컴퓨터를 사용할 수있게되면 동일한 알고리즘이 더욱 강력해질 것이라고 말했다. "양자에 영감을받은 알고리즘은 양자 하드웨어에서 더욱 가속화 될 수 있습니다. 고전 하드웨어에서 실행함으로써 우리는 아직 모든 이점을 얻지 못했습니다"라고 Troyer는 말했습니다. "이것은 고전적인 일회 만이 아니며, 양자 컴퓨팅 으로가는 길에 있습니다."
추가 탐색 두 세계의 장점 : 현대 양자 컴퓨터의 실제 문제를 해결하는 방법 자세한 정보 : Ma D, Gulani V, Seiberlich N, et al. 자기 공명 지문 채취. 자연 . 2013; 495 (7440) : 187-192. DOI : 10.1038 / nature11971 저널 정보 : 자연 Microsoft 제공
https://phys.org/news/2019-07-quest-scalable-quantum-cancer.html
A&B, study(laboratory evolution, mainhotspot project)
B/http://www.mdpi.com/2072-4292/10/8/1261
A/https://www.nature.com/articles/s41598-018-28963-0
https://pr.ibs.re.kr/handle/8788114/5556?mode=full
https://www.nature.com/articles/s41598-018-28963-0
.Scanning Doppler Lidar를 이용한 행성 경계층 바람의 측정
박수진 1, 제1저자 연구원
박수진 1, 김상우 1 세 *OrcID, 박문수 2OrcID과 송창근 3 1 서울 대학교 지구 환경 과학부 08826 2 한국 외국어 대학교 대기 과학 연구소, 용인 17035 삼 울산 국립 기술 대학교 도시 환경 공학부 울산 44919 * 서신을 처리해야하는 작성자. 접수 : 2018 년 6 월 19 일 / 개정 : 2018 년 8 월 7 일 / 수락 : 2018 년 8 월 8 일 / 게시일 : 2018 년 8 월 10 일 (이 기사는 대기 경계층 특집 원격 감지 (Remote Sensing of Atmospheric Boundary Layer )에 속한다. 전체 텍스트 | PDF [4697 KB, 2018 년 8 월 11 일 업로드 됨] | 피규어
추상
유성 경계층 (PBL)에서 바람 프로파일의 정확한 측정은 수치 기상 예측뿐만 아니라 대기 품질 모델링에서도 중요합니다. 스캐닝 도플러 광 검출 및 거리 측정 (라이더) 측정을 사용하는 두 가지 바람 검색 방법을 비교하고 동시 라디오 존데 음향으로 검증했습니다. 17 개의 라디오 존데 (radiosonde) 사운드 프로파일을 비교해 보면 사인 피팅 방법이 더 많은 수의 데이터 포인트를 검색 할 수 있다는 것을 보여 주었지만 특이 값 분해 방법은 바이어스 (0.57 ms -1 )와 평균 제곱근 오차 (1.75 ms -1)와 라디오 존데 soundings. 속도 방위각 디스플레이 스캔을 얻기 위해 방사 속도의 평균 시간 간격을 15 분으로 늘리면 소음에 대한 평균 신호 효과로 인해 라디오 존데 소리와 더 잘 일치하게됩니다. 나란히 놓인 윈드 도플러 라이더와 에어러솔 미사 산란 라이저에서 동시에 측정 한 결과 PBL 바람의 시간적 변화와 PBL 내 에어러솔의 수직 분포가 나타났다.
https://www.mdpi.com/2072-4292/10/8/1261
.양자 역학 시뮬레이션의 신호 대 잡음비 향상
에 의해 스프링 크레딧 : CC0 공개 도메인
지난 수십 년 동안 컴퓨터의 기하 급수적 인 증가와 알고리즘의 품질 향상으로 이론 및 입자 물리학 자들은 근본적인 입자와 그 상호 작용에 대해보다 복잡하고 정확한 시뮬레이션을 수행 할 수있었습니다. 시뮬레이션에서 격자 점의 수를 늘리면 관찰 된 시뮬레이션 결과와 주변 소음의 차이를 알기가 어려워집니다. 독일의 헬름홀츠 인스 티 투트 마인츠 (Helmholtz-Institut Mainz)에 본사를 둔 물리학자인 Marco Ce의 최근 연구와 최근 EPJ Plus, "입자 물리학의 기준에 따라"큰 "앙상블을 시뮬레이션하는 기술을 설명합니다. 이렇게하면 신호 대 잡음비가 향상되어 시뮬레이션의 정밀도가 향상됩니다. 결정적으로, 그것은 또한 원자핵을 구성하는 양성자와 중성자를 포함하는 기본 입자의 범주 인 바리온의 앙상블을 모델링하는데 사용될 수있다. Ce의 시뮬레이션은 Monte Carlo 알고리즘을 사용합니다 : 수치 결과를 얻기 위해 반복 된 무작위 샘플링에 의존하는 일반적인 계산 방법. 이러한 알고리즘은 다양한 용도로 사용되며 수학 물리학 에서는 복잡한 통합을 평가하고 다양한 자유도를 가진 모델링 시스템에 특히 적합합니다. 보다 정확하게, 여기에 사용 된 몬테카를로 알고리즘의 유형은 멀티 레벨 샘플링을 포함합니다. 즉, 샘플링 정확도가 균일 한 방법보다 계산 비용이 적게 들기 때문에 샘플이 다른 수준의 정확도로 수집됩니다. 다단계 몬테 카를로 방법은 이전에 보손 (아마도 Higgs 입자를 포함하는 입자의 클래스)의 앙상블에 적용되었지만 더 복잡한 fermions에는 적용되지 않았습니다. 이 후자의 범주에는 전자와 바리온이 포함됩니다. '일상적'문제의 모든 주요 구성 요소. Ce는 계산이 높은 신호 대 잡음비에 의해 영향을받는 입자 물리학에 다른 많은 문제가 있으며이 접근법의 이점을 얻을 수 있다는 점을 지적함으로써 연구를 마칩니다. 추가 탐색 연구자들은 페르미 해 (Fermi Sea)의 입자 시뮬레이션을위한 더 나은 알고리즘을 개발했습니다.
더 자세한 정보 : 마르코 세 (Marco Cè), fermions를 이용한 다단계 샘플링, The European Physical Journal Plus (2019). DOI : 10.1140 / epjp / i2019-12655-5 Springer 제공
https://phys.org/news/2019-07-signal-to-noise-ratio-quantum-chromodynamics-simulations.html
.3 차원 종양 클러스터를 구축하는 노화 종양 세포
논문저자 이현규1, 논문저자 고려대 이현규 Hyun-Gyu Lee1,
June Hoan Kim 2, Woong Sun 2, Sung-Gil Chi3, WonshikChoi 1,4 & Kyoung J. Lee1 ,Scientific Reports volume 8 , 문서 번호 : 10503 ( 2018 ) | 인용문 다운로드 추상 세포 노화 (영구적 인 세포주기 정지)는 생물학적 유기체에 대한 유익한 중요성이 아직 탐구되기 시작한 공통적 인 흥미로운 현상입니다. 다른 한편으로는, 노화 세포는 그들 주위의 조직 구조를 변형시킬 수있다. 무한히 증식 할 수있는 능력을 가진 종양 세포는 그 현상으로부터 자유롭지 못합니다. 여기에 우리는 유방암 식민지의 고밀도 단일 층에있는 노화 세포가 주변에있는 비 노화 세포의 집합 센터 역할을하는 놀라운 관찰을보고합니다. 결과적으로, 노화 세포는 융합 성인 2D 종양 층에서 국소화 된 3D 세포 - 클러스터를 활발히 형성한다. 놀라운 현상을 뒷받침하는 생물 리 학적 메커니즘은 주로 유사 분열 세포 반올림, 동적 및 차동 세포 부착 및 세포 주 화성을 포함한다. 이러한 몇 가지 생물 물리학 적 요소를 통합함으로써 우리는 세포 Potts 모델을 통해 실험 관측을 재현 할 수있었습니다.
소개
세포 노화는 증식하는 세포가 완전한 성장 억제에 들어가고 그 체적을 극적으로 팽창시키는 (일반적으로, 2 차원 기질에서 튀긴 알 의 형태로) 생물체에서 공통적 인 현상이다 . 이 세포 상태의 근원은 강하게 연구되어왔다. 그러나 그 기본 메커니즘은 명확하지 않다. 1 , 2. 중요하게 노화 세포는 노화 관련 분비 표현형 (SASPs)으로 총체적으로 분류되는 다수의 분비물을 통해 그 이웃과 상호 작용한다. 이러한 분비 표현형은 생물에 부정적인 영향을 미치는 다양한 생물학적 과정에 관여하는 것으로 알려져있다. 예를 들어, 주위의 악성 종양 세포의 성장을 자극하는 친 염증성 사이토 카인과 케모카인이 그 중 3 개 , 4 개 입니다. 노화 세포의 축적은 또한 나이 - 관련 질환과 같은 더 많은 유기체 레벨 부작용과 연관된 5. 특히 조직 개조를 촉진 할 수도 있습니다. 예를 들어, 일부 세포 노화 따라서 암세포의 침윤 촉진 소프 주변 조직 구조를 만드는 세포 외 매트릭스 저하 프로테아제를 분비 6 , 7 , 8 . 한편, 노화 세포에 대한 유익한 효과에 대해서도 최근 논의된다. SASP는 배아 패터닝 9 , 10 및 상처 치료 11에 기여하는 단백질을 포함 합니다. 그럼에도 불구하고 이러한 조직 재생 효과가 SASP에 의해 생물 물리학 적으로 조율되는 방법의 정확한 성격은 특히 조직에 대한 개별 세포의 규모에서 많이 연구되어야합니다. 이 논문에서는 단일 클론 세포주 인 MDA-MB-231 (널리 사용되는 악성 유방암 세포주)의 시험 관내 배양을 바탕으로 초기 시딩 및 이웃 노화 방지와의 상호 작용에서 신생 세포의 출현을 신중하게 분석합니다 세포. 놀랍게도, 불멸화 된 종양 세포조차도 노화를 일으키는 것으로 나타났습니다 12 . 더 흥미 진진한 것은 노화 된 MDA-MB-231 세포가 인접한 종양 세포에 대한 인력의 중심 역할을하여 처음에 2 층 (2D) 콜로니의 단층에서 3 차원 (3D ) 세포 클러스터. 우리는 전환 이 시험 관내 에서 명확한 것으로 나타남을 본다.예를 들어 노화 세포가 조직 개질에 관여 할 수있는 사례. 또한 몇 가지 필수 메커니즘만으로 통합 된 컴퓨터 모델을 통한 관찰에 대한 경험적 설명을 제공합니다. Metropolis kinetics에서 작동하는 셀룰러 Potts 모델 (CPM)은 세포 부피의 보존, 유사 분열 세포 반올림 (결과적으로 세포 - 환경 유착의 동적 강도)과 같은 생물 물리학 적 과정을 재현하는 것을 목표로하며, 세포의 주 화성 운동. 실험 결과 MDA-MB-231 세포 배양 물 (처음에는 직경 2mm의 디스크 영역에 균일하게 도금 된 합류 단일 층 (confluent mono layer),도 1a 참조, 방법에 대한 자세한 내용 참조)은 다수의 노화 세포가 전체 집단으로 무작위로 출현한다 시간이 지남에 따라 증가한다 (그림 1b ). 그들은 '튀긴 계란'형태로 쉽게 식별 할 수 있습니다 (그림 1c ). 노화 된 상태로 들어가는 세포의 몸체는 꽤 합류하는 인구 내에서도 거대한 지역을 차지하기 위해 며칠 동안 측면으로 팽창합니다 (그림 1c ). 완전히 개발 노화 세포의 점유 면적이 현저하게 다른 하나에서 다를 수 있지만, 일반적으로 1.4 × 10 종종 크고 매우 큰 수 5 μ m (2) (도. 참조 1D를) - 전형적인 비 노화 세포보다 약 3 배 더 크다. 반면에 노화 세포의 몸은 ~ 2 μ m 만큼 얇 습니다 (그림 1e 의 두 측면보기 참조 ). 신체는 f-actin의 조밀 한 네트워크에 의해 구조적으로 잘 유지됩니다 (그림 1e 의 상단 그림 참조 ). 세포가 갑자기 파열되어 대사 과정을 끝낼 때까지 끊임없는 시공간 파동이 몸 전체에 나타나며 핵쪽으로 향하게됩니다.
https://www.nature.com/articles/s41598-018-28963-0
https://www.nature.com/articles/s41598-018-28963-0.pdf
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