抽象的网络物理系统(CPS)在我们的日常生活中变得越来越无处不在,复杂和强大。固有的好处和舒适感在其人生周期的每一步都产生了环境影响。这种影响很大,不幸的是,今天常常被忽略。由于网络物理系统往往是“不可见的”,因此需要在设计阶段的早期认识到基础架构和所需资源。在本文中,讨论了在实施的早期阶段的环境影响注意事项,并讨论了通过人地球 - 系统观点改善设计选择的机会。作者讨论了与CPS支持的系统构造,数据管理以及总体目标和功能有关的方面。通过特定的智能家庭案例,说明了对设备和数据管理的生命评估的潜力。通过明确考虑不同的配置,可以分析设计决策的环境影响。我们正在进行的研究目标是一种设计方法,以融合智能系统的效用,性能和较小的环境影响之间。
摘要 — 高维混沌系统在实际应用中,要求具有鲁棒且复杂的超混沌行为。本文提出了一种基于帕斯卡矩阵理论的n D混沌系统构造方法。首先,构造一个参数帕斯卡矩阵。然后,以参数帕斯卡矩阵为系统参数矩阵,生成一个n D混沌系统。理论分析表明,生成的n D混沌系统具有鲁棒且复杂的混沌行为,通过将参数固定为某些特殊值,生成n D Arnold Cat映射。性能评估表明,与现有的HD混沌系统相比,n D混沌系统具有更复杂的混沌行为和更好的输出分布。以4-D Arnold Cat映射和具有超混沌行为的4-D混沌映射作为两个实例。然后在基于微控制器的硬件平台上对这两个混沌映射进行仿真,并测试混沌序列表现出良好的随机性。
构造凸集的仿射几何不变量作为转移概率 [16]。这一发展导致了量子力学广义凸方案的出现,从这个角度来看,当今理论的方案并不是唯一的,而是数学上可接受的“量子世界”大家族中的一个特殊成员。人们还猜测凸集理论在量子物理学中可能发挥与黎曼几何在广义相对论中类似的作用 [16]。本文的目的是更进一步,表明“凸方案”足够灵活,可以包含量子力学的非线性版本,其中非线性波动方程将扮演薛定谔方程的角色。为此,第 2 节概述了基于凸集理论的量子力学的几何描述。第 3 节和第 4 节将系统的几何与动力学联系起来,这种动力学允许为遵循广义波力学的系统构造量子态的凸流形。第 4 节指出了所得方案的一些应用,第 5 节讨论了其与其他物理理论的关系。
抽象的替代建模对于参数微分方程系统具有很大的实用性。与经典数值方法相反,使用基于物理学的深度学习方法为这种系统构造模拟器是一个有希望的方向,因为它具有处理高维度的潜力,这需要最大程度地减少训练的随机样本损失。然而,随机样品引入了统计误差,这可能成为近似和高维问题的近似值的主要误差。在这项工作中,我们提出了一种深层自适应采样方法,用于对低规范性参数微分方程的替代建模,并说明了自适应采样的必要性以构建替代模型。在参数设置中,剩余损耗功能可以视为空间和参数变量的不均衡概率密度函数(PDF)。与非参数设置相反,可以使用分解的关节密度模型来减轻参数空间引起的困难。PDF通过深层生成模型近似,从中生成新样品并将其添加到训练集中。由于新样品与残留诱导的分布相匹配,因此重新定义的训练集可以进一步减少当前近似解决方案中的统计误差
经典复杂性理论中的一个著名成果是 Savitch 定理,该定理指出非确定性多项式空间计算 (NPSPACE) 可以通过确定性多空间计算 (PSPACE) 来模拟。在这项工作中,我们开始研究 NPSPACE 的量子类似物,记为 Streaming-QCMASPACE (SQCMASPACE),其中指数长的经典证明被流式传输到多空间量子验证器。我们首先证明 Savitch 定理的量子类似物不太可能成立,因为 SQCMASPACE = NEXP 。为了完整起见,我们还引入了具有指数长流式量子证明的伴随类 Streaming-QMASPACE (SQMASPACE),并证明 SQMASPACE = QMA EXP(NEXP 的量子类似物)。然而,我们的主要重点是研究指数长的流式经典证明,接下来我们将展示以下两个主要结果。第一个结果表明,与经典设置形成鲜明对比的是,当允许指数长度的证明时,量子约束满足问题(即局部哈密顿量)的解空间始终是连通的。为此,我们展示了如何通过一系列局部幺正门模拟单位超球面上的任何 Lipschitz 连续路径,代价是增加电路尺寸。这表明,如果演化速度足够慢,量子纠错码无法检测到一个码字错误地演化为另一个码字,并回答了 [Gharibian, Sikora, ICALP 2015] 关于基态连通性问题的未决问题。我们的第二个主要结果是,任何 SQCMASPACE 计算都可以嵌入到“非纠缠”中,即嵌入到具有非纠缠证明器的量子约束满足问题中。正式地,我们展示了如何将 SQCMASPACE 嵌入到 [Chailloux, Sattath, CCC 2012] 的稀疏可分离汉密尔顿问题(1 / 多承诺差距的 QMA(2) 完全问题)中,代价是随着流式证明大小的扩大而扩大承诺差距。作为推论,我们获得了第一个系统构造,用于在任意多证明者交互式证明系统上获得 QMA (2) 型上限,其中 QMA (2) 承诺差距随着交互式证明中的通信位数呈指数增长。我们的构造使用了一种新技术来利用解缠结来模拟二次布尔函数,这在某种意义上允许历史状态对未来进行编码。