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绝热性的捷径：概念、方法和应用
绝热捷径 (STA) 是快速获得系统控制参数缓慢绝热变化的最终结果的途径。捷径由一组适用于不同系统和条件的分析和数值方法设计而成。将 STA 方法应用于量子系统的动机是在比退相干时间更短的时间尺度上操纵它们。因此，绝热捷径已成为原子、分子和固态物理学中准备和驱动内部和运动状态的工具。应用范围从基于门或模拟范式的信息传输和处理到干涉测量和计量学。控制参数的多重 STA 路径可用于增强对噪声和扰动的鲁棒性或优化相关变量。由于绝热是一种普遍存在的现象，STA 方法也从量子世界扩展到光学设备、经典机械系统和统计物理学。绝热捷径与其他概念和技术（尤其是最优控制理论）完美结合，并提出了一些基本的科学和工程问题，例如找到速度极限、量化第三定律或确定过程能量成本和效率。本文回顾了绝热捷径的概念、方法和应用，并概述了其良好的前景以及未来尚未解决的问题和挑战。
Yong，K。E.，Hui Kieu，D.K.，Goh，Y.K.，Zhang，X.
摘要 - 碰撞警告系统（CWSS）已被认定为防止车辆碰撞的有效工具。现有系统主要根据单向方法（例如后端，横向和前向碰撞警告）提供安全警告。这样的系统不能在驾驶员的感知方面提供全面的方向增强。同时，由于单向CWSS的不清楚和重叠的激活区域，可能会错误地触发多种警告。多触发可能会使驾驶员对危险目标的位置感到困惑。为此，本文开发了基于空间状态的Omni方向碰撞警告系统（S-OCWS），旨在通过提供独特的警告来帮助驾驶员确定特定的危险。首先，从理论上讲，后端，侧向碰撞的操作域是区分的。基于空间状态和自身的相对运动状态和目标车辆实时的几何方法和严格的数学推导方法来实现这种区别。然后，使用时间到碰撞（TTC）建立理论上的全向碰撞警告模型，以阐明不同碰撞警告的激活条件。最后，在现场测试中验证了S-OCW的有效性。结果表明，S-OCW可以帮助驾驶员快速，适当地响应没有
利用解耦运动和形状模型进行 4D 心肌重建
评估心肌的形状和运动状态对于诊断心血管疾病至关重要。然而，电影磁共振 (CMR) 成像以 2D 切片为主，其大切片间距对切片间形状重建和运动获取提出了挑战。为了解决这个问题，我们提出了一种将运动和形状分离的 4D 重建方法，该方法可以从有限切片获得的给定稀疏点云序列预测间/内形状和运动估计。我们的框架包括一个神经运动模型和一个舒张末期 (ED) 形状模型。隐式 ED 形状模型可以学习连续边界并鼓励运动模型在没有地面真实变形监督的情况下进行预测，并且运动模型通过将任意点从任意阶段变形到 ED 阶段来实现形状模型的规范输入。此外，构建的 ED 空间可以对形状模型进行预训练，从而指导运动模型并解决数据稀缺问题。我们提出了我们所知的第一个 4D 心肌数据集，并在提出的、公开的和跨模态的数据集上验证了我们的方法，显示出卓越的重建性能并实现了各种临床应用。
自适应联合过滤器组合基于导航算法...
摘要集成导航系统确保海上自主地表船（质量）安全，有效，并在不同的复杂导航环境中自主完成各种操作。研究集成导航的可靠算法对于增强系统的容错和确保船舶运动状态的稳定和连续输出至关重要。但是，现有的研究主要集中于优化特定的过滤算法或检查预定的集成导航结构中信息分配的基础。因此，在导航传感器故障的情况下，增强质量集成导航系统鲁棒性的策略和联合过滤器的子系统的设计尚未进行复杂的海上导航方案的充分研究。因此，这项研究介绍了使用非线性采样过滤的集成导航系统中系统特征和状态估计性能的可观察性共享因子。随后，开发了具有分布式联邦过滤器的可靠集成导航框架。在此框架内，根据可观察性共享因子提出了自适应联合过滤算法，以分配联合过滤中的信息。最后，通过仿真和实地实验验证了算法的理论性和有效性，以帮助开发准确和耐断层的海上导航系统。
德米特里·贝德罗夫 2021 年 3 月 3 日
固体聚合物电解质 (SPE) 有可能使锂离子和锂金属电池实现高能量密度、先进的制造能力和增强的安全性。然而，缺乏足够的分子尺度的锂离子传输机制见解和对关键相关性的可靠理解，往往会限制新材料的修改和设计范围。此外，对聚合物化学结构细微变化的敏感性（例如，选择特定的键或化学基团）通常被忽视为潜在的设计参数。在本次演讲中，我们将使用三个示例来展示原子分子动力学 (MD) 模拟如何补充实验研究并揭示聚合物结构变化与 Li+ 传输能力之间重要的分子尺度相关性。对于传统的 SPE，我们证明通过调整聚合物链的化学结构，可以实现从 Li+ 和聚合物链段运动状态之间的强耦合到解耦状态的转变。在单离子导电聚合物凝胶中，我们表明聚合物主链的微小修改显着增强了 Li+ 传输。最后，我们展示了 MD 模拟如何指导由聚轮烷超分子自组装组成的新型 SPE 的设计，其中编织线性链和环状分子的形态允许将 SPE 中的机械和传输特性解耦。
激光冷却中间膜系统，使其从室温冷却至接近量子基态
量子科学和技术中的许多协议都需要在纯量子态下初始化系统。在大规模谐振器的运动状态背景下，这使得研究难以捉摸的量子-经典跃迁的基本物理成为可能，并以增强的灵敏度测量力和加速度。激光冷却一直是制备量子基态机械谐振器的首选方法，量子基态是最简单的纯态之一。然而，为了克服热浴的加热和退相干，这通常必须与低温冷却相结合。在这里，我们直接从室温激光冷却超相干、软夹紧机械谐振器，使其接近量子基态。为此，我们实施了多功能中间膜装置，该装置具有一个光纤镜和一个声子晶体镜，在室温下已经达到了接近 1 的量子协同性。此外，我们引入了相干和基于测量的量子控制技术的强大组合，这使我们能够减轻热互调噪声。我们达到的最低占用率是 30 个声子，受测量不精确的限制。消除低温冷却的必要性应该会进一步促进光机械量子技术的传播。© 2023 Optica Publishing Group 根据 Optica 开放获取出版协议的条款
利用 Autler-Townes 效应进行声子数状态的单次测量
捕获离子量子信息处理的常用方法是利用电子态存储信息，而离子链共享的运动模式可实现纠缠操作[1]。然而，运动模式可以发挥更积极的作用。例如，运动自由度可用于存储量子信息[2]，从而允许使用捕获离子进行连续变量的量子信息处理。运动模式也是量子逻辑谱学中非常重要的工具[3]，这使得精确的原子钟成为可能[4]。此外，在计量学中，非经典离子运动状态可以发挥优势[5 – 7]。从更基本的方面来看，捕获离子运动在量子热力学研究中充当工作介质[8 – 10]。研究陷阱势变化时声子对产生的动力学可以模拟粒子的产生，从而建立量子信息处理和宇宙学之间的联系[11]。最后，局部声子的测量及其跟踪使得运动自由度的量子模拟成为可能[12,13]。捕获离子的运动可以用各种方法测量[8,12,14 – 19]，包括通过交叉克尔非线性[18,20,21]和复合脉冲序列[12]。还有使用快速绝热通道（RAP）[22,23]和受激拉曼绝热通道（STIRAP）[24]序列或多色振幅调制的方案
用于太空监视的实时空间目标检测和跟踪算法的实现
摘要：天基目标监视对航天安全具有重要意义。然而，随着空间环境的日益复杂，恒星目标和强噪声干扰给空间目标检测带来了困难。同时，由于资源限制，星载处理平台难以兼顾实时性和计算性能。异构多核架构具备相应的处理能力，为天基应用提供了兼具实时性和计算性能的硬件实现平台。本文首次提出了一种光学图像序列中空间目标的多阶段联合检测与跟踪模型（MJDTM）。该模型结合改进的局部对比度法和卡尔曼滤波对潜在目标进行检测和跟踪，并利用运动状态的差异对恒星目标进行抑制。然后，建立了基于现场可编程门阵列（FPGA）和数字信号处理器（DSP）的异构多核处理系统，作为天基图像处理系统。最后，在上述图像处理系统上对MJDTM进行了优化和实现。使用模拟和实际图像序列进行的实验检验了MJDTM的准确性和效率，其检测概率为95％，而误报率为10 −4 。实验结果表明，该算法硬件实现仅需22.064 ms即可检测出1024×1024像素图像中的目标，满足天基监视的实时性要求。
新生儿和婴儿脑回声定量及其与后期神经发育结果和白质外观的关系：系统评价
CUS 被广泛用于监测 NICU 新生儿的脑损伤；然而，它受到观察者间图像解释差异的限制。我们根据 PRISMA 声明进行了系统评价，以评估脑回声的定量分析是否可以预测新生儿以后的神经发育 (a) 和 WM 出现 (b)。在 MEDLINE、Scopus 和 ISI Web of Science 数据库中搜索了符合条件的英文文章；使用了以下 MeSH 术语：“大脑”和“超声波检查”。在 ClinicalTrials.gov 网站上搜索了未发表的数据。所有发表时间截至 2023 年 1 月 30 日的研究，包括接受过一次或多次脑回声定量评估的患者。对两种结果中的每一种都进行了亚组分析。使用适当的 NIH 质量评估工具进行质量评估。共纳入八篇文章。 PBI 是预测神经发育最有前途的技术，其中 FP WM/BN 和 PO WM/BN 比率是与足月神经运动状态更相关的两个参数。TA 是预测 WM 出现的首选技术，其中 ASM、对比度和熵是能够更好地区分没有 WM 损伤的患者和将发生囊性 PVL 的患者。大多数纳入的研究质量较差。PBI 和 TA 似乎都是预测神经发育和 WM 出现的有前途的技术。然而，需要进一步进行高质量的研究来更好地确定这些方法的潜力。
DyNeuMo Mk-1 - MRC 脑网络动力学单元
人们越来越有兴趣使用自适应神经调节来提供更加个性化的治疗体验，从而改善患者的治疗效果。然而，目前的植入技术在自适应算法能力方面可能受到限制。为了能够探索慢性植入物的自适应算法，我们设计并验证了“Picostim DyNeuMo Mk-1”（简称 DyNeuMo Mk-1），这是一种完全可植入的自适应研究刺激器，可根据昼夜节律（例如睡眠、清醒）和患者的运动状态（例如姿势、活动、休克、自由落体）滴定刺激。该设计利用现成的消费技术，提供低功耗、高可靠性和相对适中的惯性传感。DyNeuMo Mk-1 系统的设计、制造和验证采用 ISO 13485 设计控制，包括 ISO 14971 风险管理技术，以确保患者安全，同时实现新算法。该系统已在药品和保健产品管理局 (MHRA) 的紧急设备授权下针对运动障碍的预期用例进行了验证。算法可配置性和扩展的刺激参数空间允许在中央和外围应用中探索许多应用。预期应用包括运动障碍的自适应刺激、将刺激与昼夜节律模式同步以及对姿势变化、一般活动和行走等瞬态惯性事件做出反应。在适当的设计控制到位后，目前正在准备进行首次人体研究试验，以探索自动运动自适应算法的实用性。