我们如何表征量子混乱?在各种不同的方法中(参见参考文献1以进行审查),目前有两个不同的标准。第一个是能量谱的随机矩阵样的普遍性[2,3]:如果能量谱由高斯随机矩阵理论描述,则给定的量子系统是混乱的,我们只需用RMT表示[4-6]。第二个是对初始条件的敏感性:如果给定的量子系统在这个意义上是混乱的,如果它表现出指数级别的lyapunov的生长,则小扰动的小扰动生长,如超时阶 - 超顺序相关函数(OTOC)[7,8]。OTOC与Loschmidt回声密切相关,该回声也探测了混乱[9]。这些标准有几个不令人满意的特征。首先,目前尚不清楚这两个标准如何相关。第二,量子标准与经典混乱的特征的联系尚不清楚。可能会说,对初始条件的敏感性可以表征经典和量子混乱,但是局部量子系统存在问题。在古典理论中,最初的扰动可以任意地从数学意义上讲,并且指数级的增长可以永远继续下去。另一方面,在量子系统中,由于不确定性原理,扰动不能完全较小,并且局部量子系统通常不会显示指数级的增长,除非在特殊的限制下[10-14] [15]。因此,基于OTOC的早期生长的表征对通用局部量子系统不起作用。在上一篇论文[16]中,我们概括了上述单一混乱指数以定义量子lyapunov指数。基于Sachdev-Ye-Kitaev(SYK)模型和自旋链(XXZ)模型的计算,我们提出,Lyapunov指数如此定义的指数表现出普遍的行为:Lyapunov Spectrum Spectrum与RMT在系统中时同意RMT。量子混乱的这种表征避免了通用局部系统缺乏指数增长的问题,因为一个人只需要指数的统计特性,而不是其详细的增长为 -
摘要 - 由于其可操作性,多功能性以及访问遥远而充满挑战的地形的能力,使用无人驾驶汽车(UAV)进行航空监视操作引起了显着关注。在本文中,基于加速度的控制器使用基于Lyapunov的控制方案为四轮摩托车无人机设计,以在一系列航空监视任务中增强其性能。使用所提出的算法,可以优化四轮驱动器的机动功能,从而在障碍物环境中进行监视任务期间进行精确的运动。通过计算机模拟,根据稳定性和准确性评估了基于加速度的控制器的性能。结果表明,所提出的控制器表现出成功的导航,使Quadcopter能够以提高的效率和可靠性执行复杂的监视操作。这项研究有助于四轮技术在航空监视应用中的适用性,为提高情境意识铺平了道路,并有效监测了一系列针对性领域的各种执法和安全操作。索引术语 - Quadcopter,监视区域,航空导航,Lyapunov功能
传统发电方式正经历重大变革,而可再生能源微电网在能源结构转型中发挥着关键作用。本文研究了基于积分终端和快速积分终端滑模控制的集中式非线性控制器设计,用于以可再生分布式发电机作为主电源、燃料电池 (FC) 作为次电源、电池-超级电容器作为混合储能系统 (HESS) 的混合交直流微电网。首先,建立混合交直流微电网的详细数学模型。然后,设计控制器,主要目标是确保孤岛和并网模式下直流和交流母线电压恒定。在并网模式下,控制器能够为公用电网提供频率支持。之后,利用 Lyapunov 稳定性标准证明了混合交直流微电网的渐近稳定性。然后,通过在 MATLAB/Simulink 上进行仿真来测试所提出的控制方法的性能和鲁棒性,并将结果与滑模控制器和 Lyapunov 重新设计进行比较。最后,进行实时硬件在环测试以验证所提出框架的有效性。
2.6连贯性,多元自回归(MVAR)建模和定向转移功能(DTF)67 2.7混乱和动态分析71 2.7.1熵71 2.7.2 Kolmogorov熵71 2.7.7.3.7.3 Series 75 2.7.6 Approximate Entropy 11 2.7.7 Using the Prediction Order 78 2.8 Filtering and Denoising 79 2.9 Principal Component Analysis 83 2.9.1 Singular-Value Decomposition 84 2.10 Independent Component Analysis 86 2.10.1 Instantaneous BSS 90 2.10.2 Convolutive BSS 95 2.10.3 Sparse Component Analysis 98 2.10.4 Nonlinear BSS 99 2.10.5 Constrained BSS 100 2.11受约束BSS的应用:示例102 2.12信号参数估计104 2.13分类算法105 2.13.1支持向量机106 2.13.2 K-Means算法114 2.14匹配匹配追踪117 2.15摘要和结论118参考119 119 119
摘要:微电网的重要性已被直接电流(DC)微电网的研究量增加所承认。主要原因是简单的结构和有效的性能。在这篇研究文章中,已经提出了双积分滑动模式控制器(DIMC)用于涉及可再生能源和混合储能系统(HESS)的能源收集和直流微电网管理。DIMC比传统的滑动模式控制器提供了更好的动态响应和减少的颤动。在第一阶段,得出了网格的状态差异模型。然后,为PV系统和混合储能系统提出了非线性控制定律,以实现DC链路上电压调节的主要目标。在后面的部分中,使用Lyapunov稳定性标准证明了系统的渐近稳定性。最后,提供了能源管理算法,以确保DC微电网在安全操作限制内的平稳运行。通过在MATLAB/SIMULINK软件上实现并与滑动模式控制和Lyapunov重新设计进行比较,通过在MATLAB/SIMULINK软件上实现了拟议的系统的有效性。此外,为了确保所提出的控制器对该方案的实际生存能力,已在实时硬件式测试工作台上进行了测试。
量子计算硬件的发展面临着这样的挑战:当今的量子处理器由 50-100 个量子比特组成,其运行范围已经超出了经典计算机的量子模拟范围。在本文中,我们证明,模拟经典极限可以成为一种有效的诊断工具,用于诊断量子信息硬件对混沌不稳定性的影响,从而有可能缓解这一问题。作为我们方法的试验台,我们考虑使用 transmon 量子比特处理器,这是一个计算平台,其中大量非线性量子振荡器的耦合可能会引发不稳定的混沌共振。我们发现,在具有 O(10)个 transmon 的系统中,经典和量子模拟会导致相似的稳定性指标(经典 Lyapunov 指数与量子波函数参与率)。然而,经典模拟的一大优势是它可以应用于包含多达数千个量子比特的大型系统。我们通过模拟所有当前的 IBM transmon 芯片(包括 Osprey 一代的 433 量子比特处理器以及具有 1121 个量子比特的设备(Condor 一代))展示了此经典工具箱的实用性。对于实际的系统参数,我们发现 Lyapunov 指数随系统规模而系统性地增加,这表明更大的布局需要在信息保护方面付出更多努力。
基于数据同化和机器学习的组合是一种新颖的方法。新的混合方法是为两个范围设计的:(i)模拟隐藏的,可能是混乱的,动态的,并且(ii)预测其未来状态。该方法在于应用数据同化步骤,在这里进行集合Kalman滤波器和神经网络。数据同化用于最佳地将替代模型与稀疏嘈杂数据相结合。输出分析在空间上完成,并用作神经网络设置的训练来更新替代模型。然后迭代重复两个步骤。数值实验是使用混乱的40变量Lorenz 96模型进行的,证明了所提出的杂种方法的收敛和实用技能。替代模型显示出短期的预测技能,最多两次Lyapunov时,检索正lyapunov指数以及功率密度频谱的更伟大的频率。该方法对关键设置参数的敏感性也会显示:预测技能会随着观察噪声的增加而平稳降低,但如果观察到少于模型域的一半,则突然下降。数据同化与机器学习之间的成功协同作用在这里通过低维系统证明,鼓励对具有更复杂动力的此类混合体进行进一步研究。
6 Markov Chains 205 6.1 Markov Models Are State Space Models 205 6.2 Simple Examples 208 6.3 Spectra and Ergodicity 211 6.4 A Random Glance Ahead 215 6.5 Poisson ' s Equation 216 6.6 Lyapunov Functions 218 6.7 Simulation: Confidence Bounds and Control Variates 222 6.8 Sensitivity and Actor-Only Methods 230 6.9 Ergodic Theory for General Markov Chains* 233 6.10练习236 6.11笔记243
时序非相关器 (OTOC) 可用于探测当动态初始条件发生变化时量子系统对信息的扰乱速度。在足够大的量子系统中,可以从 OTOC 中提取 Lyapunov 系数的量子类似物,该系数描述了经典混沌系统扰乱的时间尺度。OTOC 仅应用于非常有限数量的玩具模型,例如与黑洞信息扰乱相关的 Sachdev-Ye-Kitaev 模型,但它们可以发现在量子系统中的信息扰乱的更广泛的适用性,可以与实验进行比较。众所周知,多原子分子的振动会从低能量下的规则动力学转变为足够高能量下的容易的能量流。因此,分子代表了研究中等大小(此处为 6 到 36 个自由度)多体系统中扰乱的理想量子系统。通过计算量子 OTOC 及其经典对应物,我们可以量化信息在分子系统中如何以量子力学方式“扰乱”。在早期“弹道”动力学和探索全态密度时 OTOC 的后期“饱和”之间,确实存在一个可以为本研究中的所有分子定义量子 Lyapunov 系数的机制。与实验速率数据的比较表明,由 OTOC 测量的慢速扰乱可以达到分子反应动力学的时间尺度。即使对于我们讨论的最小分子,Maldacena 边界仍然由正则化的 OTOC 满足,但不由非正则化的 OTOC 满足,这强调了前者对于讨论这种中等尺寸量子系统中的信息扰乱更有用。
时序非相关器 (OTOC) 可用于探测当动态初始条件发生变化时量子系统对信息的扰乱速度。在足够大的量子系统中,可以从 OTOC 中提取 Lyapunov 系数的量子模拟,该系数描述了经典混沌系统被扰乱的时间尺度。OTOC 仅应用于非常有限的玩具模型,例如与黑洞信息扰乱相关的 SYK 模型,但它们在量子系统中的信息扰乱方面具有更广泛的适用性,可以与实验进行比较。众所周知,多原子分子的振动会从低能量下的规则动力学转变为足够高能量下的轻松能量流。因此,分子代表了研究中等大小(此处为 6 到 36 个自由度)多体系统中扰乱的理想量子系统。通过计算量子 OTOC 及其经典对应物,我们可以量化信息在分子系统中如何以量子力学方式“扰乱”。在早期“弹道”动力学和晚期“饱和” OTOC(当探索到全状态密度时)之间,确实存在一个可以为本研究中的所有分子定义量子 Lyapunov 系数的机制。与实验速率数据的比较表明,由 OTOC 测量的慢速扰乱可以达到分子反应动力学的时间尺度。即使对于我们讨论的最小分子,正则化的 OTOC 仍能满足 Maldacena 边界,但不正则化的 OTOC 则不能,这强调了前者更适合于讨论这种中等尺寸量子系统中的信息扰乱。