计算量子物理学 (CQP) 的使命是为研究人员提供在计算机上建模量子系统的工具。由于量子力学中的大多数问题无法通过分析解决,数值方法一直受到追捧,并在量子力学的发展中发挥着重要作用。在 20 世纪 90 年代末至 21 世纪 10 年代初期间,实验物理学的几波进展推动了 CQP 领域的活动,例如超冷物质量子光学的出现(以实验室中玻色-爱因斯坦凝聚态的产生为标志 [1])和超导微波技术的快速发展(导致第一代量子计算机原型的诞生 [2])。几乎一夜之间,CQP 不仅成为理论量子物理学的一个分支,帮助后者获得新知识,而且还成为设计新实验和设计量子设备的方法工具箱。 CQP 的新地位加强了量子物理学与高性能计算 (HPC) 之间的联系,并改变了该领域研究活动的特征。从 2010 年代开始,熟悉尖端计算技术并了解如何使用它们处理更大、更复杂的模型成为专业知识的重要元素。到目前为止,CQP 代表了量子物理学、应用数学和 HPC 的协同组合,其中最后一个组成部分的重要性不亚于前两个组成部分。在本文中,我们概述了用于量子系统动力学数字模拟的算法的演变 [3]。因此,我们不讨论用于寻找基态或/和第一激发态的不同对角化、重正化和变分技术(除非相应的技术是所讨论的模拟算法的一部分)。我们将重点放在资源扩展、集群实现和并行化等计算方面,并尝试在 HPC 技术发展的背景下解决这些问题。通过采用 Gartner 新兴技术成熟度曲线的思想 [4],我们可以从图 1 中看出这一演变过程。
摘要简介:光电(也称为外部老化)是皮肤的过早老化,这是由于长时间和反复暴露于太阳辐射而导致的。光丹的变化与年代老化(称为固有或程序性衰老)引起的变化重叠,并负责与皮肤外观年龄相关的大多数特征。光照的突出临床特征包括薄和厚实的皱纹,散发和弹性丧失。可以通过适当的防晒和各种规定的药物来部分预防和逆转光门。但是,对光学的担忧主要是化妆品,并且受地理差异,文化和个人价值观的影响。目标:讨论光学的临床方面。方法论:从2024年1月至4月,来自Scielo,PubMed和BVS的科学数据库的综合文献综述,描述符“光学”和“临床方面”。包括1990 - 2024年的文章(总计109),完整读取05篇文章。结果和讨论:光照的临床迹象包括皱纹,凸耳,色素沉着,放光色素的角化病,透明度和弹性的丧失,弹性和疾病质地。防晒,包括防晒和使用防晒霜和防晒服,是防止光泽的第一道防线。可以在我们建议定期使用广泛的太阳能保护剂,以防止想要防止过早皮肤衰老的患者提供防止紫外线A(UVA)和紫外线B(UVB)辐射。建议使用所有皮肤类型的个体,特别是对于那些居住在太阳辐射量高的地区的人(光型I,II和III)的使用。我们建议为希望获得光化治疗的患者进行局部类维生素类动物,例如第一次疗法。我们更喜欢局部维甲酸,而不是其他类维生素,因为它是研究最广泛的药物,并且以多种浓度提供。局部维甲酸可用于所有皮肤原型的患者中的轻度至重度光泽。每两天使用每两天使用每两天使用每两天的维甲酸或0.025%的局部乳膏或0.025%的凝胶,这是常见的初始制度。
写出一组线性方程的矩阵表示并分析方程组的解 查找特征值和特征向量 使用正交变换将二次形式简化为标准形式。 分析序列和级数的性质。 解决均值定理的应用。 使用 Beta 和 Gamma 函数评估不当积分 找到有/无约束的两个变量函数的极值。 UNIT-I:矩阵 矩阵:矩阵的类型,对称;Hermitian;斜对称;斜 Hermitian;正交矩阵;酉矩阵;通过梯形和标准形式对矩阵进行秩计算,通过高斯-乔丹方法求非奇异矩阵的逆;线性方程组;求解齐次和非齐次方程组。高斯消元法;高斯赛德尔迭代法。第二单元:特征值和特征向量线性变换和正交变换:特征值和特征向量及其性质:矩阵的对角化;凯莱-哈密尔顿定理(无证明);用凯莱-哈密尔顿定理求矩阵的逆和幂;二次型和二次型的性质;用正交变换将二次型简化为标准形式第三单元:数列与级数序列:数列的定义,极限;收敛、发散和振荡数列。级数:收敛、发散和振荡级数;正项级数;比较检验、p 检验、D-Alembert 比率检验;Raabe 检验;柯西积分检验;柯西根检验;对数检验。交错级数:莱布尼茨检验;交替收敛级数:绝对收敛和条件收敛。 UNIT-IV:微积分中值定理:罗尔定理、拉格朗日中值定理及其几何解释和应用、柯西中值定理。泰勒级数。定积分在计算曲线旋转表面面积和体积中的应用(仅限于笛卡尔坐标系)、反常积分的定义:Beta 函数和 Gamma 函数及其应用。 UNIT-V:多元微积分(偏微分和应用)极限和连续性的定义。偏微分;欧拉定理;全导数;雅可比矩阵;函数依赖性和独立性,使用拉格朗日乘数法求二元和三元函数的最大值和最小值。
角膜移植物(角膜移植术)是世界上最常见的同种异体移植物,但是捐助者人数与等待移植的患者数量之间的失衡在全球范围内是较弱的,并且从一个国家到另一个国家都有很大的变化。从捐助者到接受者的全身性疾病传播的风险显然很低。在超过50年内,估计只有250万例移植,只有8例狂犬病,2例乙型肝炎和2例Creutzfeldt-Jakob病(CJD)。相反,其他狂犬病,HIV,HEP C,HEP B和CJD的病例尚未通过角化膜成形术传输。对角膜捐赠的医学禁忌症列表(CI)还包括疾病,尚未确定实际的,仅鉴定出理论上的风险,特别是神经退行性疾病,血液学恶性肿瘤,黑色素瘤,中枢神经系统的肿瘤,中枢神经系统,肿瘤性脑膜炎和淋巴结式脑膜炎。他们对潜在供体池减少的贡献尚未得到研究。我们分析了ST-Etienne University医院(01/01/2020至06/09/2023)的医院和组织采购的45个月详尽数据。在由协调团队分析的连续2349个潜在捐助者文件中,有1346(57%)有CI捐款。鉴定神经退行性疾病是最常见的,占检查的文件的16%和29%的顺式。,有75%与认知障碍有关。在没有CI的1003号死者中与738个家庭(74%)联系。与738个家庭(74%)联系。只有理论上传播的疾病的5种疾病或家庭疾病等于712个潜在供体的损失,相当于所检查的文件中的30%和所有CI的53%。在52%的案件中未收到对捐赠的反对,从而实现了385份采购。删除这5个顺式的捐助者数量将增加71%(658而不是385)。几十年前引入的一组CI响应疾病的理论传播而引入的一组CI受到了潜在的角膜供体的潜在池。现在有大量证据表明,现在需要对许多CI进行审查,修改或丢弃
总课时:52 课程成果: CO1:应用矩阵理论和向量微积分的概念 CO2:开发求解微分方程的分析方法 CO3:应用有限差分和有限体积方法求解微分方程 CO4:在工程问题中实施分析和计算技术 矩阵的数学运算、线性方程组、一致性、向量空间、线性相关和独立性、基和维数、线性变换、投影、正交矩阵、正定矩阵、特征值和特征向量、矩阵的相似性、对角化、奇异值分解、矢量场、线积分。曲面积分、变量变换、格林定理、斯托克斯定理和散度定理 常微分方程 (ODE)、初值问题及其求解技术、二阶常微分方程的通解、齐次和非齐次情况、边界值问题、Sturm-Liouville 问题和 ODE 系统。偏微分方程 (PDE)、柯西问题、特征法、二阶 PDE 和分类、边界条件类型、热、波和拉普拉斯方程的公式和解。使用 MATLAB/Python 进行 ODE 和 PDE 的数值实现:ODE:初值问题:一阶和高阶方法、边界值问题、射击方法、数据拟合、最小二乘、标量传输方程的一阶和高阶数值方法、热、波和拉普拉斯方程的有限差分方法。与该项目相关的案例研究:地震波的声学模型、非均匀介质中的扩散、两个平板之间的流动发展、焊接问题、固体材料的热传导、扩散的相场解(Allen Cahn 1D 解)、具有 Lennard-Jones 势的两个或多个分子相互作用的解等。参考文献:[1] Lay, DC, Lay, SR 和 McDonald, JJ,2016 年,《线性代数及其应用》。Pearson,美国。[2] Kreyszig, E.,2011 年,《高等工程数学》,Wiley,印度。[3] Simmons, GF,2011 年,《微分方程及其应用和历史记录》,McGraw Hill,美国。[4] Sneddon,印第安纳州,2006 年,《偏微分方程元素》,多佛,美国。 [5] Rao, KS,2010 年,《偏微分方程简介》,Prentice-Hall,印度。[6] Butcher, JC,2003 年,《常微分方程的数值方法》,Wiley,美国。[7] Thomas, JW,2013 年,《数值偏微分方程:有限差分法》,Springer,瑞士。[8] Versteeg, HK 和 Malalasekera, W.,2007 年,《计算流体力学简介:有限体积》
背景:皮肤癌诊断对皮肤科医生来说是一个挑战,因为其在诊断类别之间具有复杂的视觉差异。卷积神经网络 (CNN),特别是 Efficient Net B0-B7 系列,在多类皮肤癌分类中表现出了优越性。本研究通过展示专为 Efficient Net 模型设计的定制预处理流程来解决视觉检查的局限性。该研究利用具有预训练 ImageNet 权重的迁移学习,旨在提高不平衡多类分类环境中的诊断准确性。方法:本研究开发了一种专门的图像预处理流程,包括图像缩放、数据集增强和伪影去除,以适应 Efficient Net 模型的细微差别。使用 Efficient Net B0-B7 数据集,迁移学习对具有预训练 ImageNet 权重的 CNN 进行微调。严格的评估采用精确度、召回率、准确度、F1 分数和混淆矩阵等关键指标来评估迁移学习和微调对每个 Efficient Net 变体在对不同皮肤癌类别进行分类时的表现的影响。结果:该研究展示了为 Efficient Net 模型量身定制的预处理流程的有效性。迁移学习和微调显著增强了模型辨别不同皮肤癌类别的能力。对八个 Efficient Net 模型 (B0-B7) 进行皮肤癌分类的评估揭示了不同癌症类别之间的不同性能模式。虽然占多数的类别良性角化病实现了高精度 (>87%),但在准确分类湿疹类别方面存在挑战。黑色素瘤尽管只占少数 (占图像的 2.42%),但在所有模型中的平均精度为 80.51%。然而,在预测疣软疣 (90.7%) 和牛皮癣 (84.2%) 实例时,观察到的性能不佳,这凸显了需要有针对性地改进以准确识别特定皮肤癌类型。结论:皮肤癌分类研究利用 EfficientNets B0-B7 和从 ImageNet 权重进行迁移学习。 EfficientNet-B7 的性能达到了巅峰,实现了突破性的 84.4% 的 top-1 准确率和 97.1% 的 top-5 准确率。它非常高效,比领先的 CNN 小 8.4 倍。通过混淆矩阵进行的详细每类分类准确率证实了它的熟练程度,表明 EfficientNets 在精确的皮肤病学图像分析方面具有潜力。
川崎病(KD)是一种全身性血管炎,影响了5岁以下的儿童。生命的早期以躯体增殖和免疫不成熟为特征,并具有主导的先天免疫系统。KD中冠状动脉并发症是儿童最常见的心脏病,但KD的诊断仍然取决于临床诊断标准。 光滑的红色嘴唇和结膜注射是使儿科医生能够对KD进行初始诊断的特征征兆;但是,几乎不知道为什么这些是如此的特征。 KD的诊断标准似乎散布在看似无关紧要的身体系统中,例如眼睛,嘴唇,皮肤和心脏。 KD被归类为结缔组织疾病。 最近,红细胞(RBC)已成为先天免疫反应中的重要调节剂。 据报道, RBC参与皮肤成纤维细胞中的细胞外基质重塑和上调基质金属蛋白酶(MMP)的表达。 此外,与纤维化相关的成纤维细胞生长因子和microRNA在KD中引起了人们的注意。 KD的基本符号出现在粘液粉交界处的边界。 头颈部区域在经历上皮到间质转变(EMT)的组织中很丰富。 间质性心脏炎和瓣膜功能不全以及冠状动脉病变可能使KD复杂化,并且这些病变存在于EMT源自心外膜祖细胞的组织中。 kd几乎没有在躯体生长和免疫成熟的成年人中呈现。冠状动脉并发症是儿童最常见的心脏病,但KD的诊断仍然取决于临床诊断标准。光滑的红色嘴唇和结膜注射是使儿科医生能够对KD进行初始诊断的特征征兆;但是,几乎不知道为什么这些是如此的特征。KD的诊断标准似乎散布在看似无关紧要的身体系统中,例如眼睛,嘴唇,皮肤和心脏。KD被归类为结缔组织疾病。最近,红细胞(RBC)已成为先天免疫反应中的重要调节剂。RBC参与皮肤成纤维细胞中的细胞外基质重塑和上调基质金属蛋白酶(MMP)的表达。此外,与纤维化相关的成纤维细胞生长因子和microRNA在KD中引起了人们的注意。KD的基本符号出现在粘液粉交界处的边界。头颈部区域在经历上皮到间质转变(EMT)的组织中很丰富。间质性心脏炎和瓣膜功能不全以及冠状动脉病变可能使KD复杂化,并且这些病变存在于EMT源自心外膜祖细胞的组织中。kd几乎没有在躯体生长和免疫成熟的成年人中呈现。回顾了有关KD的最新研究,我们认为KD的迹象存在着角质化和非角化分层的分层鳞状上皮之间的边界,在这种情况下,EMT仍在进行快速的体细胞增长中,其中RBC招募了RBC作为先天性免疫反应,并预防Mucosa中过度纤维化的纤维化。在这篇综述中,我们试图解释KD临床表现的原因,并在KD儿童的体细胞增长和免疫系统成熟期间在EMT的角度寻找诊断线索之间的联系。
量子计算机的探索正在如火如荼地展开。在过去十年中,量子计算的前沿领域已经从探索少量子比特设备扩展到开发可行的多量子比特处理器。超导 transmon 量子比特是当今时代的主角之一。通过和谐地结合应用工程与计算机科学和物理学的基础研究,基于 transmon 的量子处理器已经成熟到令人瞩目的水平。它们的应用包括研究物质的拓扑和非平衡状态,有人认为它们已经将我们带入了量子优势时代。然而,建造一台能够解决实际相关问题的量子计算机仍然是一个巨大的挑战。随着该领域以无拘无束的热情发展,我们是否全面了解潜伏的潜在危险的问题变得越来越紧迫。特别是,需要彻底弄清楚,在拥有 O (50) 量子比特的可行量子计算机的情况下,是否会出现与多量子比特性质相关的新的和迄今为止未考虑的障碍。例如,小型设备中量子门的高精度很难在大型处理器中获得。在硬件方面,大型量子计算机提出的独特要求已经催生了量子比特设计、控制和读出的新方法。本论文介绍了一种新颖的、不太实用的多量子比特处理器视角。具体来说,我们通过将局域化和量子混沌理论中的概念应用于多 transmon 阵列,将量子工程和多体物理学领域融合在一起。从多体的角度来看,transmon 架构是相互作用和无序非线性量子振荡器的合成系统。虽然 transmon 之间的一定程度的耦合对于执行基本门操作是必不可少的,但需要与无序(量子比特频率的站点间变化)进行微妙的平衡,以防止局部注入的信息在扩展的多体状态中分散。 Transmon 研究已经建立了不同的模式来应对效率低下(由于耦合小或无序大而导致的门速度慢)和信息丢失(耦合大或无序太小)之间的困境。我们使用当代量子处理器作为蓝图,在精确对角化研究中分析了 transmon 量子计算机的小型实例。仔细研究光谱、多体波函数和量子比特-量子比特相关性以获得实验相关的参数范围,发现一些流行的 transmon 设计方案在接近不可控混沌波动的区域运行。此外,我们在经典极限中建立了混沌的出现与量子混沌特征的出现之间的密切联系。我们的概念补充了传统的少量子比特图像,该图像通常用于优化小规模的设备配置。从我们全新的视角,可以探测到超出这个局部尺度的不稳定机制。这表明,在多体定位领域开发的技术应该成为未来 transmon 处理器工程的一个组成部分。
经典和量子相变中出现的临界现象因其实验相关性和理论意义而备受关注[2,3]。许多临界现象被认为可以用共形场论(CFT)来描述,这些场论具有强相互作用,对二维(即 1 + 1D)以上更高时空维度的研究提出了挑战。最近,一种称为模糊(非交换)球面正则化 [1] 的方法被发明来研究由圆柱几何上的 3D CFT 控制的 3D(即 2 + 1D)临界现象,表示为 S 2 × R 。与传统的格点正则化相比,模糊球面正则化在三维 CFT 的研究中具有许多优势,这主要归功于它在 S 2 × R 中利用了径向量化[ 4 , 5 ]以及精确保存了球面 SO ( 3 ) 对称性[ 6 , 7 ],这一点最近已被令人信服地证明[ 1 , 8 – 11 ]。首先,模糊球面可以直接获取有关临界状态下出现的共形对称性的信息[ 1 , 10 ]。其次,它可以直接提取 CFT 的各种数据,包括共形主算子的众多缩放维度[ 1 , 10 ]、算子积展开系数[ 8 ]和四点相关器[ 9 ]。例如,可以直接从系统的激发能量计算缩放维度,并且可以使用共形扰动进一步提高其精度[12]。第三,模糊球方案适用于各种三维CFT,包括Ising[1]、O(N)Wilson-Fisher、SO(5)非禁闭相变[10]、临界规范理论[10]和缺陷CFT[11]。最后,当哈密顿量经过合理微调时,模糊球正则化表现出令人难以置信的小有限尺寸效应。模糊球正则化的这些优势为探索高效率、高精度和全面的三维CFT提供了激动人心的机会。模糊球正则化考虑了一个微观量子哈密顿量,在连续球面空间中对具有多种口味的费米子进行建模,并将费米子投影到最低球面朗道能级 [ 1 , 6 , 13 ] 。与规则晶格模型相比,模糊球模型在紫外极限下严格保持了连续旋转对称性。得益于通过微调实现的极小的有限尺寸效应,精确对角化 (ED) 和密度矩阵重正则化群 (DMRG) 方法等数值算法在研究 3D Ising CFT 和 SO ( 5 ) 解禁相变的模糊球模型时非常有效。然而,这两种算法的计算成本最终会随着系统尺寸呈指数增长。更重要的是,对于涉及大量费米子口味的情况,ED 和 DMRG 的计算成本很快就会超过实际的资源和时间限制。在这些情况下,使用随时间多项式缩放的方法(例如量子蒙特卡罗 (QMC))来研究模糊球面上的模型将会很有帮助。本文旨在利用 3D Ising CFT 作为示例,展示 QMC 方法在研究模糊球面上的 3D CFT 中的应用。在参考文献 [ 13 , 14 ] 中可以找到有关模糊环面模型的类似讨论。与参考文献 [ 1 ] 中介绍的模糊球面 Ising 模型相比,我们在费米子中引入了一个额外的味道指数,这会导致 QMC 模拟没有符号问题。作为基准,我们提供了数值
皮肤是人体最大的免疫器官,可保护人体免受外部攻击。越来越多的研究发现,许多皮肤疾病与身体的整体平衡有关,例如免疫状态,身体代谢水平,肠道菌群稳态等。牛皮癣(PSO),特应性皮炎(AD),痤疮和地衣planus(LP)是临床实践中常见的皮肤疾病。牛皮癣是一种与免疫相关的慢性炎症性皮肤病。在皮肤上看到了带有银色尺度的良好定义的红斑斑块。许多研究表明,牛皮癣与自身免疫,代谢,气体结构和心理健康疾病有关[1-4]。瘙痒,多态性病变和渗出趋势是特应性皮炎的常见特征,一种慢性复发和减轻炎症性皮肤病[5]。特应性皮炎与遗传学,自身免疫,环境,胃肠道健康和心理健康有关。该疾病的病因和发病机理并不十分清楚,通常认为这可能是通过免疫介导的途径之间相互作用与环境因素之间相互作用的结果[6]。在青少年和年轻人中,痤疮是Seba腺体的常见慢性炎性疾病[7]。过去,痤疮的发病机理尚未完全理解。遗传因素,雄激素诱导的皮脂分泌,卵泡皮肤腺管角化病,po杆菌雕刻繁殖,免疫炎症反应以及其他因素可能与之相关。它发生在弯曲的肢体上。某些患者的发病机理还受到遗传,免疫,内分泌,情绪和饮食因素的影响。许多研究表明,肠道菌群失衡在痤疮的发病机理中起着至关重要的作用[8]。地衣是一种发炎性皮肤疾病,会影响皮肤,粘膜和adnexa [9]。通常,病变升高,紫红色,平坦的丘疹,小米至绿豆大小或更大,多边形或圆形,绕着张开,表面上有cerioid膜,白色闪亮的点或细小的浅白色网状条纹。病因尚不清楚,可能与免疫,遗传,病毒感染,神经精神病因素等有关。这些常见皮肤疾病的发病率在过去30年中逐渐增加,这已成为全球公共卫生问题。肠道微生物群(GM)是肠道中一个大型且复杂的微生物群落,被认为与人体的保护,免疫力,代谢和营养密切相关。肠道菌群不仅直接影响肠道,而且还可能影响其他器官的正常生理和稳态,例如肺,脑,肝脏和皮肤。为了维持肠皮稳态,肠道菌群起着重要作用[10]。当肠道菌群与免疫系统之间的关系发生变化时,它将对皮肤产生一定的影响,这可能会促进某些皮肤疾病的发生和发育。各种皮肤疾病与肠道菌群改变有关[11]。牛皮癣,特应性皮炎,痤疮和地衣的发病机理可能与肠道微生物群有关。但是,影响皮肤健康的肠道微生物的具体机制尚不清楚。为了加深我们对皮肤疾病的理解,我们应用了门德尔随机化,以进一步探索肠道微生物群和牛皮癣,特应性皮炎,痤疮和地衣planus之间的因果关系。Mendelian随机化(MR)是一种基于全基因组关联研究(GWAS)的汇总数据探索暴露与结果之间因果关系的方法[12]。因果关系[13]。该方法已被广泛用于某些疾病的阶层生物学研究。与传统的观察性研究相比,它具有消除混杂因素的良好效果,并使结果更加稳定和可靠