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通过信号传播的马尔可夫模型
结构决定功能。然而，在人脑神经影像数据中很难观察到生物学中的这种普遍主题。在这里，我们通过假设大脑信号传播为基础结构上的马尔可夫过程来将结构联系起来。我们专注于一个称为通勤时间的度量：随机助行器从区域A到B然后返回A的平均步骤数。基于扩散MRI的白质的通勤时间表现出-0.26±0.08的平均±标准偏差长矛人相关性，与434个英国生物库中的功能性MRI连通性数据为-0.24±0.06，在400 HCP年轻的成年成年成人大脑扫描中的平均偏差。当两个数据集比较通勤时间和功能连接的主要贡献时，相关性增加到-0.36±0.14和-0.32±0.12。观察到的弱但可靠的相关性提供了神经元连通性和大脑功能之间的关系的证据，尽管受到限制。与广泛使用的通信措施（例如搜索信息和通信性）相比，相关性的相关性更强33％。当通勤时间与其特征值分解的主要功能连接性模式相关时，差异进一步扩大到5倍。总体而言，研究指出通勤时间的效用，以说明大脑功能基础的多突触（间接）连接性的作用。
始终在量子误差跟踪中，连续奇偶校验测量
我们研究了连续奇偶校验测量的量子误差校正，以用三量码纠正比率误差。连续监视错误带来了连续信息流的好处，这有助于实时被动错误跟踪。它从基于标准的门的方法中降低了开销，该方法定期纠缠并测量其他Ancilla Qubit。但是，连续平价测量的嘈杂模拟信号要求更复杂的信号处理来准确解释综合征。我们分析了几种实践过滤方法的性能，以进行连续误差纠正，并证明它们是基于标准Ancilla的方法的可行替代方案。作为一种最佳过滤器，我们讨论了一种不正常的（线性）贝叶斯过滤器，并且与Mabuchi引入的相关WONHAHHAMELTER相比，具有改进的构成效率[New J. Phys。11，105044（2009）]。 我们将这种相当的连续滤波器与最简单的周期性盒车平衡和阈值过滤器的两个实际变化进行了比较，以低延迟电路为目标实时硬件实现。 作为变体，我们引入了一个非马克维亚“半盒车”过滤器和带有可调节阈值的马尔可夫过滤器；这些滤波器消除了盒装填充中的主要误差源，并与最佳过滤器相比有利。 对于每个滤波器，我们在平均值中得出衰减的分析结果，并通过数值模拟对其进行验证。11，105044（2009）]。我们将这种相当的连续滤波器与最简单的周期性盒车平衡和阈值过滤器的两个实际变化进行了比较，以低延迟电路为目标实时硬件实现。作为变体，我们引入了一个非马克维亚“半盒车”过滤器和带有可调节阈值的马尔可夫过滤器；这些滤波器消除了盒装填充中的主要误差源，并与最佳过滤器相比有利。对于每个滤波器，我们在平均值中得出衰减的分析结果，并通过数值模拟对其进行验证。
用于光子量子的长寿命高效量子比特存储器...
2. 原子-腔光物质界面 5 2.1. 动机和结构 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ...非相干过程 . ...产生的复杂光子模式 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 2.6.1. 弱相干脉冲 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 47
使用非...优化量子操作的性能
使用时间相关哈密顿量控制量子系统对于量子技术至关重要 [1] ，它可以实现状态转移和门操作。一项重要任务是确定如何使此类过程实现最佳性能。在理想的封闭量子系统中，只要有足够的时间，就可以实现完美的操作 [2] 。由于物理哈密顿量是有界的，因此会出现速度限制，因此能量-时间不确定性会导致时间演变的最大速率，从而导致最短操作时间。然而，除了这种理想情况之外，还会出现其他考虑因素。其一是在无法保证精确控制时希望实现可靠操作；这可以通过使用鲁棒控制技术 [3] 或绝热过程 [4,5] 来实现。另一个是退相干和耗散的影响。在标准马尔可夫近似中，此类过程会随时间累积丢失信息。因此，人们通常认为快速操作是减少信息损失的理想选择，但也有明显的例外，即较慢的操作可以访问无退相干的子空间 [6] 。在本文中，我们表明，快速操作在非马尔可夫系统中并不总是理想的，因为较慢的操作可以利用信息回流来提高保真度。为了具体证明非马尔可夫系统中速度和保真度之间的权衡，我们使用数值最优控制来探索由驱动量子比特与玻色子环境相互作用组成的系统可实现的性能。最优控制 [7] 涉及确定一组时间相关的控制场，以最大化目标函数（例如保真度）。在这里，我们表明这可以在
![arxiv：2312.00198V2 [CS.LG] 2024年6月17日](/simg/c\c948db6657581e58f47649a6b14c43365028a16f.webp)
arxiv：2312.00198V2 [CS.LG] 2024年6月17日
为了确保在实际系统中加固学习的有用性（RL），确保它们对噪声和对抗性攻击至关重要。在对抗RL中，外部攻击者有能力操纵受害者与环境的互动。我们研究了整个在线操纵攻击，其中包括（i）国家攻击，（ii）观察攻击（这是对状态的概括），（iii）行动攻击和（iv）奖励攻击。我们表明了攻击者设计的隐形攻击问题，该攻击最大化了其自身的预期奖励，通常与最小化受害者的价值相对应，这是由马尔可夫·德克尼（Markov DeSision）过程（MDP）捕获的，我们称之为元MDP，因为它不是真实的环境，而是通过攻击互动所带来的更高级别的环境。我们表明，攻击者可以通过在多项式时间进行计划或使用Standard RL技术进行多项式样本复杂性来得出最佳攻击。我们认为，可以将受害者的最佳防御政策计算为对Stochastic Stackelberg游戏的解决方案，可以将其进一步简化为基于部分的基于转弯的随机游戏（POTBSG）。攻击者和受害者都不会从各自的最佳政策中受益，因此这种解决方案确实很健壮。尽管防御问题是NP-HARD，但我们表明在许多情况下，可以在多项式时间（样本复杂性）中计算（学习）最佳的马尔可夫防御。
双量子点系统的非平衡自由能与信息流
Horowitz 等人使用图论方法提供了描述自主系统中信息传输的统一热力学方案。[9 ] Yamamoto 引入了图收缩法，证明了与信息流驱动相关的 Onsager 系数满足 Onsager 互易性。[10 ] 图论概念在学习纳米级能量、[11,12 ] 熵、涨落[13 ] 和信息的不可逆热力学方面取得了巨大成功。[14,15 ] Peusner 结合非平衡热力学、电路理论和图论，发展了网络热力学，以拓展其在生物系统中的适用性。 [ 16 – 22 ] 应用图论和网络热力学分析量子系统中的环通量、边通量和能量传输过程，可以指导热纳米器件的设计。一方面，许多研究关注不可逆热力学的自由能形式。Crooks 在微观可逆马尔可夫系统上进行了非平衡态自由能差异与功的测量。[ 23 , 24 ] Jarzynski 关系将两种状态之间的自由能差异与连接相同状态的一系列轨迹上的不可逆功联系起来，常用于计算经典系统和量子系统的平衡自由能。[ 25 – 28 ] Esposito 引入了非平衡系统自由能的概念来理解不可逆功
噪声量子通道中的Qudit状态
技术和理论进步使Qudit国家在量子信息和组合中必不可少。量子算法代表了现代量子信息理论领域中的一个突出应用，为计算加速度提供了经典系统不可能实现的潜力。一种实现量子算法的著名方法涉及创建特定类型的异常纠缠的图形状态。超图状态，也称为多部分纠缠状态或高阶纠缠状态，是量子状态，它们将纠缠概念扩展到钟形状态或图形状态中通常发现的成对相关性之外。他们提供了一个平台来概括最初针对Qubit状态的想法。因此，例如，Qudit状态已在量子传送[1-3]，量子计算[4 - 6]，量子步行[7 - 9]和量子状态转移[10-12]中发现了应用。量子系统始终受到与环境环境相互作用的噪声的影响[13]。因此，对在嘈杂条件下进化的Qudit国家动态的研究是一个相关问题，我们在这里进行了研究。Qudits是Qubits的较高维度概括，在量子科学和技术的几个领域中变得越来越重要[14，15]。噪声在任何物理系统中总是不可避免的现象。特别是量子噪声具有非常特殊的特征，其效果通过非可逆操作员表征。在本文中，我们专注于研究噪声如何影响量子状态。为了研究噪声对状态的影响，应了解相应的量子通道的特征。量子通道由适当的kraus操作员表示。保真度是对此有用的诊断。我们研究的量子通道是dit-Flip噪声，相位翻转噪声，DIT相相位噪声，去极化噪声，ADC（非马克维亚噪声），非马克维亚倾向噪声和非马克维亚去极化噪声[16，17]。这些通道最初被定义为适用于Qubit。dit-Flip噪声，相位翻转噪声，DIT相相翻噪声和去极化噪声被推广到[3]中的Qudit状态。遵循此方向，我们将Qudits上的ADC（非马尔可夫噪声），非马克维亚式Dephasing和非Markovian去极化噪声进行了推广。针对这些通道中的每个通道计算了原始状态和最终状态之间的忠诚度的分析表达。这有助于根据量子状态评估噪声的影响。连贯性是大多数
简历 - Benoit Scherrer
期刊论文 • B. Scherrer、F. Forbes、C. Garbay、M. Dojat，《用于组织和结构脑分割的分布式局部 MRF 模型》，IEEE 医学成像学报，28(8)，1296-1307，2009。 • B. Scherrer、M. Dojat、F. Forbes、C. Garbay，《基于马尔可夫模型的分割的代理化：应用于 MRI 脑扫描》，《医学人工智能 (AIM)》，46(1)，81-95，2009 章节书 • Scherrer B、Forbes F、Garbay C 和 Dojat M，《基于分布式马尔可夫代理的 MR 脑扫描组织和结构分割的联合贝叶斯框架》。在：I. Bichindaritz 和 L. Jain 编辑，《医疗计算智能》。 Springer-Verlag，柏林，309，81-101，2010。同行评审会议论文及论文集 • B. Scherrer、SK Warfield，面向临床实践的精确多纤维评估策略，2011 年 IEEE 国际生物医学成像研讨会 (ISBI) 论文集，芝加哥，2011 年，即将出版 • B. Scherrer、SK Warfield，多张量模型为什么需要多个 b 值。使用约束对数欧几里得模型进行评估，载于 2010 年 IEEE 国际生物医学成像研讨会 (ISBI) 论文集，鹿特丹，2010 年，1389-1392 • B. Scherrer、F. Forbes、M. Dojat，一种将局部配准与稳健组织和结构分割相结合的条件随机场方法，载于第 11 届医学图像计算和计算机辅助干预国际会议 (MICCAI) 论文集，Springer-Verlag Berlin，2009 年，540-548 • B. Scherrer、F. Forbes、C. Garbay、M. Dojat，用于 MR 脑部扫描组织和结构分割的完全贝叶斯联合模型，载于第 11 届医学图像计算和计算机辅助干预国际会议 (MICCAI) 论文集， Springer-Verlag Berlin，2008 年，p1066-1074 *青年研究员奖*
具有噪声辅助单元的路径独立量子门
量子计算的一个突出挑战是构建具有出色相干性和可靠的通用控制的量子装置[1 – 3]。为了获得良好的相干性，我们可以选择低耗散的物理系统（例如超导腔[4 – 6]和核自旋[7 – 10]），或者通过主动量子纠错进一步增强相干性[11,12]。当我们通过将中央系统与噪声环境更好地隔离来提高相干性时，处理存储在中央系统中的信息变得更加困难。为了控制几乎孤立的中央系统，我们通常会引入相对容易控制的辅助系统（例如，transmon 量子比特[13 – 15]和电子自旋[8,9]），但辅助系统通常比中央系统遭受更多的退相干，从而限制了辅助量子操作的保真度。因此，开发能够容忍辅助错误的量子控制协议至关重要。对于具有时间或空间相关性的噪声，我们可以使用动态解耦[16 – 18]或无退相干编码[19,20]技术来实现中央系统的抗噪声控制。当噪声没有相关性（例如马尔可夫噪声）时，我们需要主动量子纠错（QEC）来提取熵。对于量子比特系统，抑制辅助误差的一种常用策略是使用横向方法[1,21 – 26]，但这可能需要花费大量的硬件开销并且不能提供通用控制[1]，因此希望有一种硬件高效的方法来实现对辅助误差的容错操作[27 – 32]。与量子比特系统不同，每个玻色子模式都有一个大的希尔伯特空间，可以使用各种玻色子量子码来编码量子信息，正如最近的实验所证明的那样[11,33 – 35]。然而，没有简单的方法来划分玻色子
用非...
使用时间依赖性的哈密顿人对量子系统的控制对于量子技术至关重要[1]，即实施状态转移和闸门操作。一个重要的任务是确定如何在此类过程中实现最佳性能。在理想的封闭量子系统中，完美的操作在足够的时间给定时间[2]。速度限制是因为物理哈密顿人的界限，因此能量时间不确定性给出了最大的时间进化速率，从而提供最小的操作时间。除了这种理想的情况之外，还会出现其他考虑。当无法进行精确控制时，人们的渴望是对可靠操作的渴望；这可以通过使用强大的控制技术[3]或绝热过程[4，5]来实现。另一个是变形和耗散的影响。在标准的马尔可夫近似中，这种过程会随着时间的流逝而导致信息丢失。因此，尽管有明显的例外，但人们期望将快速操作最小化，以最大程度地减少信息丢失，在这种情况下，操作较慢允许访问decherence-tree-note-nodspace [6]。在本信中，我们显示在非马克维亚系统中并不总是需要快速操作，因为较慢的操作可以使信息回流得到利用以提高忠诚度。为了提供非马克维亚系统中速度和保真度之间权衡的具体演示，我们使用数值最佳控制来探索由由驱动的Qubit与波音环境相互作用的系统的可实现性能。最佳控制[7]涉及确定一组时间依赖性的控制场，以最大化目标函数（例如保真度）。在这里，我们表明可以使用我们先前引入的过程张量方法[8]的扩展在非马克维亚系统中进行效率进行效率，以有效地计算客观功能的梯度。这使我们能够反复优化数百个控制参数，以用于不同的过程