量子计算设置为转换流体动力学,就像量子和分子机械方法转化了材料科学一样。它将提供一个更严格的框架,具有可转让的表示1,除了扩展流体动力学的缩放分析外,还将设计创新的多尺度系统。尤其是2020年,尤其是11月,看到了一系列算法,用于方程式的通用非线性系统,引用其应用中的流体流量2-4。这与早期涉及的发展形成鲜明对比,例如量子晶格气体算法5和晶格Boltzmann方程的仿真,它的模拟与Dirac的6相比。尽管以前的方法是利用量子算法作为通用数值求解器7的通用性,但它证明了用于流体流动的量子计算的实际兴趣。基于将流体动力放置在量子理论中的情况下,应进行课程纠正。
量子退火 (QA) 的出现是未来量子计算发展的重要一步,也将极大地促进统计物理和材料科学建模的发展。到目前为止,QA 在这些领域的应用仍然很少,其中包括确定具有长程弹性相互作用的平衡微结构 1 、横向场 Ising 模型中的相变 2 、通过 Shastry-Sutherland 模型研究受挫磁系统的能态 3 以及设计超材料 4 。另一个例子是结合使用量子退火器和玻尔兹曼机来采样自旋玻璃并预测 MoS 2 层的分子动力学数据 5 。更一般地说,由 D-Wave 公司实施的 QA 可以有效地找到离散优化问题的基态配置,在学术界和工业界都有许多应用 6 – 10 。 QA 的概念是在低温下以明确定义的基态初始化系统的哈密顿量,然后平滑地转换能量景观,使其代表所需的优化问题。如果仔细执行这种绝热变换,系统最终会处于目标哈密顿量的基态,因此可以找到优化问题的全局最小值。然而,在实践中,准备、转换和读出过程并不是完全绝热、无噪音和与环境分离的,因此有时会发现能量更高的状态,尤其是与简并态 11 或太小的能隙结合时。因此,对于典型的 QA 应用,需要多次重复和读出来确定真实基态。在本文中,我们证明了该技术的这一缺陷实际上可以转化为优点,因为它可以非常有效地确定有限温度的热力学性质。从材料科学的角度来看,T = 0K 时的基态配置通常只对许多实际应用具有有限的意义。例如,对于铁磁体,所有自旋都排列在基态,而对于有限温度,热涨落会导致有限的关联长度、相变和温度相关的磁化。对此类属性进行统计建模的传统方法是使用蒙特卡罗 (MC) 采样技术,因为由于相空间的巨大规模,通常无法明确计算配分函数。此类计算最突出的方法可能是使用 Metropolis 转移概率生成离散马尔可夫链,这会生成一系列遵循玻尔兹曼统计的配置,因此可以通过更容易地计算这些马尔可夫链上的时间平均值来表达集合平均值 12、13。在实践中,根据玻尔兹曼分布 p ∼ exp ( − β ∆ E ) (其中 β = 1 / k BT ),从一个状态到另一个状态的转变正在发生,其概率取决于两个配置之间的能量差 ∆ E 。通常,这种方法在低温下效率低下,因为新配置的拒绝率非常高,因此在局部最小值中捕获的相空间采样不足,导致对所需热力学性质的预测有噪声。另一种重要的采样策略是由 Wang 和 Landau 开发的,他们使用非马尔可夫算法通过平坦直方图技术提取状态密度,从中可以计算出所有所需的热力学性质 14 。除了这些主要技术之外,Dall 等人还开发了一种在低温下快速采样玻尔兹曼分布的算法。然而,这种算法最适合具有短程相互作用的系统 15 。另一种公平采样基态和
伦敦国王学院,佛罗伦萨夜莺护理学院,助产士和姑息治疗,伦敦,英国B哥德堡大学,哥德堡大学,医学院,分子与临床医学系,瑞典C Karolinska Institutet,瑞典哥德堡,医学院,瑞典医学院,瑞典医学院。 Medical University of Vienna, Gender Medicine Unit, Division of Endocrinology and Metabolism, Department of Internal Medicine III, Vienna, Austria f Medical University of Vienna, Institute of Outcomes Research, Center for Medical Statistics and Informatics, Vienna, Austria g Eli Lilly and Company, Indianapolis, USA h Medtronic International Trading S ` arl, Tolochenaz, Switzerland i Vall d ' Hebron University Hospital, Vall D'希伯伦研究所,西班牙巴塞罗那J Ludwig Boltzmann关节炎与康复研究所,维也纳,奥地利K King的糖尿病健康伙伴研究所,内分泌学和肥胖症,伦敦,英国,英国
热转移:传热模式;一维热传导,抗性概念和电类比喻,通过鳍的传热;不稳定的热传导,集总参数系统,Heisler的图表;热边界层,自由和强制对流传热中的无量纲参数,扁平板上流动和通过管道的传热相关性,湍流的影响;热交换器性能,LMTD和NTU方法;辐射传热,Stefanboltzmann法律,WIEN的位移法,黑色和灰色表面,视图因素,辐射网络分析
半导体设备热载体降解的物理建模需要准确了解载体分布函数。Childs等。预测,分散功能的高能尾受电子散射(EES)[1]的强烈影响。通过使用迭代方法,在EES存在下是非线性的玻尔兹曼方程来显示这一点。进行了以下近似值:1)在采用未知的分布函数(DF)的各向同性部分的能量依赖性形式主义; 2)假定声子能量比动能小得多。因此,迭代方法不适用于低能范围,而使用蒙特卡洛方法。 3)在散落率中,EES率的贡献被忽略了。虽然需要1)使问题在数字上可以处理,但近似值2)和3)尚不清楚,因为它们并不能显着简化问题,但可以大大改变结果。在这项工作中,我们使用的不是玻尔兹曼方程,一个两粒子动力学方程,其优势在于,在EES的主体中也是线性的。在[2]中已经预先提出了一种用于均匀电场的两粒子蒙特卡洛法,该方法已经计算出轨迹对以对两个粒子的六维k空间进行采样。我们扩展了固定的蒙特卡洛算法,以说明空间变化的电场。假设单谷带结构模型和硅的材料参数,获得了以下数值结果。图1显示了均匀电场的不同类型散射事件的频率。尽管EES是DOM-
将铁电负电容 (NC) 集成到场效应晶体管 (FET) 中有望突破被称为玻尔兹曼暴政的功耗基本限制。然而,在非瞬态非滞后状态下实现稳定的静态负电容仍然是一项艰巨的任务。问题源于缺乏对如何利用由于域状态出现而产生的 NC 的根本起源来实现 NC FET 的理解。在这里,我们提出了一种基于铁电域的场效应晶体管的巧妙设计,具有稳定的可逆静态负电容。使用铁电电容器的电介质涂层可以实现负电容的可调性,从而极大地提高了场效应晶体管的性能。
一般描述: 一般热力学、化学平衡、化学反应动力学和机制,内容如下:A) 热力学定律:经验温度、内能、熵、不可逆过程和热平衡 - 模型和标准状态:理想气体、理想溶液和混合物 - 活动 - 热力学标准量的制表。反应热力学:化学势、反应量及其压力和温度依赖性 - 相平衡。 B) 统计热力学:分布与统计、玻尔兹曼关系、熵、分布函数、状态函数的统计描述
模块 1:概率论回顾;随机系统和噪声;电磁场中的噪声 Shanon 信息简介;估计理论:Fisher 信息和 Cramer-Rao 界限;推理理论、Jayne 的解释、概率论的贝叶斯和频率论概念。(~7 周,14 堂讲座)模块 2:应用于经典、量子和统计力学的信息论:麦克斯韦妖、玻尔兹曼熵、热化、开放系统和噪声、冯·诺依曼熵。(~6 周,12 堂讲座)模块 3:应用和专题:电信技术要素和 Shanon 定理、量子信息论简介:不可克隆定理和量子密码学要素(~2 周,4 堂讲座)
人类活动识别(HAR)在使用配备传感器的设备和大型数据集的日益增长的情况下变得非常重要。本文使用HAR的五个关键基准数据集(UCI-HAR,UCI-HAR,PAMAP2,WISDM,WISDM和Berkeley Mhad)评估了三类模型的性能:经典的机器学习,深度学习体系结构和受限制的Boltzmann机器(RBMS)。我们使用诸如准确性,精度,回忆和F1评分等群集以进行全面比较,评估了各种模型,包括决策树,随机森林,卷积神经网络(CNN)和深信仰网络(DBN)。结果表明,CNN模型在所有数据集中都提供了卓越的表现,尤其是在伯克利MHAD上。像随机森林这样的经典模型在较小的数据集上做得很好,但是面对具有较大,更复杂数据的Challenges。基于RBM的模型还显示出显着的潜力,尤其是对于特征学习。本文提供了详细的比较,以帮助研究人员选择最合适的HAR任务模型。
(a)H原子的平均速度⟨v H⟩(以M H,T和Boltzmann的常数K b)是多少?(b)计算晶粒在气体原子中被其自身质量M击中的时间τm。以m,a,n H和⟨v h⟩表示τm。(c)在半径a = 10-5 cm的晶粒中评估⟨v h⟩和τm,密度ρ= 3 g cm -3,在n h = 30 cm -3且t = 10 2 k的气体中。(d)如果碰撞是随机的,则晶粒速度会随机行走。由于这些随机碰撞而导致的晶粒动能E的增加速率(DE/DT)0。express(de/dt)0以n H,m h,k b t,a和m表示。[提示:想想从初始状态⃗P= 0开始的晶粒动量⃗P经历的随机行走。⟨p 2⟩的速率是多少?](e)最终将“热化”晶粒运动,并具有时间平均的动能⟨e⟩=(3 /2)k b t。计算时间表