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患者特定的信号网络布尔模型......
摘要 前列腺癌是全球男性中第二大癌症。为了更好地了解肿瘤发生机制和可能的治疗反应，我们开发了一个前列腺癌数学模型，该模型考虑了已知失调的主要信号通路。我们将这个布尔模型个性化为分子数据，以反映癌症患者对干扰的异质性和特异性反应。总共使用了 488 个前列腺样本来构建患者特定模型，并与可用的临床数据进行比较。此外，还建立了八个前列腺细胞系特定模型，以使用几种药物的剂量反应数据验证我们的方法。在不同生长条件下，在这些模型中测试了单一药物和联合药物的效果。我们在一种细胞系特定模型中确定了 15 个可操作的干预点，该模型的失活会阻碍肿瘤发生。为了验证这些结果，我们测试了五个假定靶标的九种小分子抑制剂，发现对其中四个具有剂量依赖性作用，特别是那些针对 HSP90 和 PI3K 的抑制剂。这些结果突出了我们的个性化布尔模型的预测能力，并说明了它们如何用于精准肿瘤学。
关于布尔函数和实函数作为量子计算汉密尔顿函数的表示
将位上的函数映射到作用于量子位上的汉密尔顿量在量子计算中有许多应用。特别是，表示布尔函数的汉密尔顿量对于将量子退火或量子近似优化算法应用于组合优化问题是必不可少的。我们展示了这些函数如何自然地用汉密尔顿量来表示，这些汉密尔顿量是泡利 Z 算子（伊辛自旋算子）的和，和的项对应于函数的傅里叶展开。对于许多由紧凑描述给出的布尔函数类，例如给出可满足性问题实例的合取范式布尔公式，计算其汉密尔顿量表示是 #P 难，即与计算其满足分配的数量一样难。另一方面，构造表示实函数的汉密尔顿量（例如每个作用于固定数量的位的局部布尔子句之和）通常不存在这种困难，这在约束满足问题中很常见。我们展示了组合规则，通过将表示更简单子句的汉密尔顿算子组合为构建块，明确构造表示各种布尔函数和实函数的汉密尔顿算子，这些规则特别适合直接实现为经典软件。我们进一步将结果应用于受控酉算子的构造，以及在辅助量子比特寄存器中计算函数值的算子的特殊情况。最后，我们概述了我们的结果在量子优化算法中的几个其他应用和扩展。这项工作的目标是提供一个量子优化设计工具包，专家和从业者都可以使用它来构建和分析新的量子算法，同时为文献中出现的各种构造提供一个统一的框架。
动态布尔建模揭示了...的影响
抗生素耐药性 (AMR) 是一个全球性的健康问题。导致 AMR 的一个关键因素是细菌通过流出泵输出药物的能力，这种能力依赖于 ATP 依赖性表达和几种控制基因的相互作用。最近的研究表明，在克隆细菌群体中存在显著的细胞间 ATP 变异，但在理解流出泵时，内在的细胞间 ATP 异质性的贡献通常被忽视。在这里，我们考虑 ATP 变异如何影响控制两种细菌物种中流出泵基因表达的基因调控网络。我们开发并应用了一个通用的布尔建模框架，该框架旨在结合基因表达动态对可用细胞能量供应的依赖性。理论结果表明，能量可用性的差异会导致流出基因表达的下游异质性明显。具有更高能量可用性的细胞对压力源的反应更佳。此外，在没有压力的情况下，模型细菌会产生异质性流出泵基因表达脉冲，这有助于持续存在流出表达活性增加的细胞亚群，从而可能形成一个持续的内在抗性细菌池。因此，这种建模方法揭示了细胞对抗菌药物反应异质性的重要来源，并揭示了流出泵相关抗菌药物耐药性的潜在可靶向方面。
利用对称布尔函数格实现异或/同或门的方法
目前 CMOS 的行业标准 XOR 和 XNOR 门分别由 12 个和 10 个晶体管组成。由于 XOR/XNOR 在许多功能模块中被广泛使用，因此可以降低晶体管数量以产生低功耗电路。作为一种解决方案，提出了一种利用对称布尔函数的特殊性质实现低晶体管数量 XOR/XNOR 门的方法。此特性表明，使用特殊的晶格结构电路可以用更少的晶体管实现此类功能的电路。对原始晶格结构进行了修改，以符合当前 CMOS 技术要求。最终电路需要八个晶体管用于 XOR/XNOR，并在上推和下拉网络中混合使用 NMOS 和 PMOS。模拟表明，XOR/XNOR 的预期逻辑功能已实现。然而，实际电压摆幅的读数表明，当 NMOS 和 PMOS 分别作为下拉或上推网络时，输出要么高于地 0.3 V，要么低于 VDD。如果只有 NMOS 处于上推状态或只有 PMOS 处于下拉状态，则可观察到 0.4 V 的更大电压损失。作为一项初步工作，功能逻辑级别的实现保证了未来开展更多工作以改善输出电压摆幅的损失。
具有量子布尔函数的随机网络
摘要：我们提出了量子布尔网络，它可以归类为确定性可逆异步布尔网络。该模型基于先前开发的量子布尔函数概念。量子布尔网络是一种布尔网络，其中与节点相关的函数是量子布尔函数。我们研究了这个新模型的一些特性，并使用量子模拟器研究了网络连接函数和我们允许的运算符集的动态变化。对于某些配置，该模型类似于可逆布尔网络的行为，而对于其他配置，可能会出现更复杂的动态。例如，观察到大于 2 N 的循环。此外，使用类似于以前用于随机布尔网络的方案，我们计算了网络的平均熵和复杂度。与经典的随机布尔网络（其中“复杂”动态主要局限于接近相变的连通性）相反，量子布尔网络可以表现出稳定、复杂和不稳定的动态，而与其连通性无关。
布尔功能的量子随机访问代码
a n n p 7→m随机访问代码（RAC）是n位编码为m位的编码，使得可以以概率至少p恢复任何初始位，而在量子RAC（QRAC）中，n位编码为M Qubits。自从提出的提议以来，RAC的思想以许多不同的方式被推广，例如允许使用共享纠缠（称为纠缠辅助的随机访问代码，或简单地称为earac）或恢复多个位而不是一个位。在本文中，我们将RAC的概念推广到在初始位的任何固定大小的子集上恢复给定的布尔函数f的值，我们称之为f -random访问代码。我们使用经典（F -RAC）和量子（f -QRAC）编码的F -andom访问代码的协议，以及许多不同的资源，例如私有或共享随机性，共享纠缠（F -EARAC）和Popescu -Rohrlich框（F -PRRAC）。我们协议的成功概率的特征在于布尔函数f的噪声稳定性。此外，我们对任何F -QRAC的成功概率具有上限，并具有共享的随机性，将其成功概率与乘法常数（和F -Racs逐个扩展）相匹配，这意味着量子协议只能在其经典对应物中获得有限的优势。
部分布尔函数具有精确的量子查询复杂性一个
摘要：我们提供了两个舒适的必要条件，以表征具有精确量子查询复杂性的任何n位部分布尔函数1。使用第一个特征，我们提出所有依赖于n位的n位部分布尔函数，并且可以通过1 Query量子算法准确计算。由于第二个表征，我们构造了一个函数f，该函数f将任何n位部分布尔函数映射到某个整数，并且如果n位部分布尔函数f取决于k位，并且可以通过1 Query量子量算法准确地计算出来，则F（F）是非阳性的。此外，我们还表明，所有n-位部分均值函数的数量取决于k位，并且可以通过1 Query量子算法准确地计算出比上限取决于N和K的上限。最重要的是，上限远远低于所有有效的大n的所有n位部分布尔函数的数量。
在经典和量子计算平台上估计布尔可满足性问题的状态密度
给定一个合取范式 (CNF) 中的布尔公式 φ (x)，状态密度计算对于所有 e 值，恰好违反 e 个子句的变量分配的数量。因此，状态密度是所有可能分配中未满足子句数量的直方图。这种计算概括了最大可满足性 (MAX-SAT) 和模型计数问题，不仅可以洞察整个解空间，还可以衡量问题实例的难度。因此，在现实世界中，即使使用最先进的算法，这个问题通常也是不可行的。虽然找到这个问题的确切答案是一项计算密集型任务，但我们提出了一种基于测度不等式集中度来估计状态密度的新方法。该方法产生了二次无约束二进制优化 (QUBO)，这特别适用于基于量子退火的解决方案。我们介绍了总体方法，并将 D-Wave 量子退火器的结果与最著名的经典算法（如 Hamze-de Freitas-Selby (HFS) 算法和可满足性模理论 (SMT) 求解器）进行了比较。
用于识别红壤土的布尔和模糊方法...
航空伽马射线光谱法在与岩石相关时相对容易理解，但风化材料中的响应和放射性元素分布则鲜为人知。这项工作使用航空伽马射线光谱法和测高法来确定位于巴西亚马逊西部地区红土壳和拆解产品出现概率较高的区域。通过布尔和模糊技术使用地图代数来创建可预测性数字模型，突出显示红土壳出现的有利区域。布尔技术中使用了索引叠加法。模糊技术使用了模糊代数乘积运算符、模糊代数和运算符和模糊伽马运算符。两种模型都表明，预测的有利性和现场结壳的存在之间存在良好的相关性，然而，模糊模型显示出更高的相关性，并突出显示了布尔模型未识别的区域。相反，布尔模型允许在最终地图上单独可视化与每个变量或其可能组合的影响相关的区域。因此，基于应用于测高和机载伽马射线光谱数据的数学模型识别红土结壳是一种新工具，它将对地质填图和对与风化材料中的响应和放射性元素分布相关的理解做出重大贡献。© 2016 Elsevier B.V. 保留所有权利。