许多现实世界现象的数学描述都是用微分方程来表述的。它们是描述基于函数导数的函数的方程,用于模拟计算流体动力学、量子力学和电磁学等领域的各种物理现象,也用于金融、化学、生物和许多其他领域 [8]。例子包括物理学中的热方程、波动方程和薛定谔方程、金融中的布莱克-舒尔斯方程以及化学中的反应扩散方程。由于它们是一种广泛使用的工具,因此研究如何使用量子算法来求解微分方程以及它们是否能比传统方法提供更快的速度是很有意义的。我们将首先简要了解线性微分方程,特别是泊松方程,以及它们离散化为线性方程组,然后介绍量子线性系统求解器 (QLSS) 并将其与经典方法进行比较。
1简介1 1。1对第一门课程的评论。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 2 1。 1。 1一阶微分方程。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 2 1。 1。 2秒阶线性微分方程。 。 。 。 。 。 6 1。 1。 3恒定系数方程。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 7 1。 1。 4未确定系数的方法。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 9 1。 1。 5 Cauchy-Euler方程。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 13 1。 2课程概述。 。 。 。 。 。 。 。1对第一门课程的评论。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。2 1。1。1一阶微分方程。。。。。。。。。。。。2 1。1。2秒阶线性微分方程。。。。。。6 1。1。3恒定系数方程。。。。。。。。。。。。。。7 1。1。4未确定系数的方法。。。。。。。。。。9 1。1。5 Cauchy-Euler方程。。。。。。。。。。。。。。。。。。13 1。2课程概述。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。15 1。3附录:减少顺序和复杂根。。。。。。16 1。4个应用程序。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。18 1。4。1个质量弹簧系统。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。19 1。4。2简单的摆。。。。。。。。。。。。。。。。。。。20 1。4。3 LRC电路。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。20 1。4。4曲线的正交轨迹*。。。。。。。。。。。。21 1。4。5追踪曲线*。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。22 1。5其他一阶方程*。。。。。。。。。。。。。。。。。。。27 1。5。1 Bernoulli方程*。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。27 1。5。2 Lagrange和Clairaut方程*。。。。。。。。。。。。28 1。5。。3 riccati方程*。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。31个问题。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。32
近年来,在线性普通微分方程以及线性偏微分方程的量子算法开发中取得了重大进展。在非线性微分方程的量子算法发展中没有类似的进展。在当前工作中,重点放在流体力学中的管理方程式中产生的非线性偏微分方程。首先,讨论了与量子计算背景下与非线性方程相关的关键挑战。然后,作为这项工作的主要贡献,提出了代表Navier中的非线性对流项 - Stokes方程中的量子电路。量子算法在计算基础上引入了使用编码,并基于量子傅立叶变换采用算术。此外,使用浮动点类型数据表示,而不是量子算法中通常使用的定点表示。复杂性分析表明,即使在当前和近期量子计算机上可用的Qubit数量有限(<100)中,非线性产品项也可以很好地计算。对于代表性的示例问题,证明了在浮点量子算术中包括亚正常数的重要性。讨论了将引入算法嵌入到大规模算法中所需的进一步开发步骤。
癌细胞。在[1]中描述了癌细胞与健康细胞之间的两种物种相互作用的基于药物的癌症模型的关键要素。在该论文中,仔细考虑了诸如肿瘤微环境和细胞外基质(ECM)之类的问题。我们在这里不重复该讨论,但是该模型仍然构成了该三种模型的基础,在该模型中,我们也可以考虑与免疫细胞的相互作用。我们注意到,健康细胞,免疫细胞和固定数量的ECM蛋白是静态的,只有癌细胞移动。每个癌细胞和健康细胞都有粘性值,癌细胞的跳跃半径是一个细胞一次可以移动的位置的数量。健康的细胞(具有相关年龄的人)具有足够成熟时分裂的可能性,并且最多可以在固定数量的次数上分裂。关键参数是
图2:介电函数的假想部分ε2(ω),作为散装(a)si和(b)lif的光子能量(eV)的函数。在这里,实验光谱显示为蓝色杂交,红线代表了使用GGA函数代替手稿中使用的LDA函数的KSP计算结果。可以看出,与实验保留的极好的一致性,实际上,与使用LDA功能进行的相同计算相比,理论吸收仅可忽略不计(与图。纸的2)
在环理论中,构建一个包含另一个环的更大环非常有用,这被称为环扩展 [1-2, 11-15]。最近,人们研究使用 Turiyam 环 [16] 处理四向数据分析,并研究其广泛的性质 [17-19] 来解决各种决策问题。然而,需要对一些猜想和方程进行基本的证明,以理解数学代数的可用性 [20]。为了实现这一目标,本文重点研究了一些丢番图方程的可逆性条件及其对 Turiyam 环的扩展。
摘要这项研究的重点是回顾微分方程在分析气候变化对工程项目的影响时的有用性。这样做,该研究采用了数学模型,这些模型强调了气候变化的影响,这些影响与持续和可靠的基础设施的配置最相关,包括温度波动,海平面上升和降水的变化。与时间的多个微分方程一起描述了这样的东西:温度动力学的热方程,与流体动力学相关的海平面上升的Navier-Stokes方程。此处的发现揭示了以下内容:将温度升高2°C将混凝土结构的耐用性降低了其当前有用寿命的约15%,指的是海平面上升的升高。5米可以将维修沿海基础设施维修所需的成本提高25%。此外,土壤稳定性的差异模型表明,雨水增加10%可能会导致平均增长汇度滑坡的可能性增长12%。因此,这些研究强调了将气候预测纳入工程框架以设计结构鲁棒性的必要性。包括实时数据,该研究表示增强气候影响预测建模对工程成果的整体有效性的可能性。关键字:全球变暖,普通的部分微分方程,结构,基础设施,海啸,浅层基础,土壤流动性。1。这项研究的重点是确定引言工程项目目前面临着与气候波动及其对环境的影响有关的独特问题。基础设施和工程设计,以承受气候变化的影响,例如温度升高,水位上升和增加毁灭性自然灾害的病例[1]。为了解决此类影响,最好的数学建模技能正在应用于这些问题。,微分方程在量化了描述气候变化及其对工程系统的影响的动态现象方面占据了核心位置。对于在工程科学等各个学科中遇到的大量应用程序中,采用一种或多种基本类型的微分方程来表征连续过程或现象。当它用于气候变化时,它们被用来了解逐渐变化和灾难如何影响物理结构,以使工程师能够预测未来的风险。例如,部分微分方程(PDE)对于模拟水文流的模拟至关重要,这些水文流有助于建立能够承受洪水的结构[2]。同样,由于高温而导致建筑物和桥梁等结构中的温度效应。
路径特征是有效捕获路径的分析和几何特性的路径的强大表示,具有有用的代数特性,包括通过张量产品快速串联路径的特性。签名最近在用于时间序列分析的机器学习问题中广泛采用。在这项工作中,我们建立了通常用于最佳控制和吸引路径签名属性的价值函数之间的连接。这些连接激发了我们的新颖控制框架,具有签名转换,从而有效地将Bellman方程推广到轨迹空间。我们分析框架的属性和优势,称为签名控制。特别是我们证明(i)它自然可以处理不同/适应性的时间步骤; (ii)它比价值功能更新更有效地传播更高级别的信息; (iii)对于长期推出而言,动态系统错误指定是可靠的。作为我们框架的特定情况,我们设计了一种模型预测控制方法。此方法概括了整体控制,适合未知干扰的问题。在模拟中测试了所提出的算法,其中包括可区分的物理模型,包括典型的控制和机器人技术任务,例如点质量,ant模型的曲线跟随以及机器人操纵器。关键字:决策,路径签名,钟声方程,积分控制,模型预测控制,机器人技术