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少量子比特时钟协议的数值测试 - arXiv
摘要 通过模拟对基于 2 到 20 个纠缠原子的几种时钟协议的稳定性进行了数值评估，其中包括由于经典振荡器噪声引起的退相干效应。在这种情况下，André、Sørensen 和 Lukin [PRL 92, 239801 (2004)] 提出的压缩态与基于 Ramsey 协议的非纠缠原子时钟相比，提供了更低的不稳定性。当模拟超过 15 个原子时，Bužek、Derka 和 Massar [PRL 82, 2207 (1999)] 的协议具有较低的不稳定性。对具有 2 到 8 个量子比特的最佳时钟协议进行大规模数值搜索，与 Ramsey 光谱相比，时钟稳定性有所提高，对于两个量子比特，性能超过了分析得出的协议。在模拟中，激光本振由于闪烁频率 (1/ f ) 噪声而退相干。根据量子比特的投影测量，反复校正振荡器频率，假设量子比特彼此之间不会退相干。关键词：量子计量、自旋压缩、原子钟
光伏水泵系统数值分析
摘要——实施可再生能源的趋势仍在上升。全球变暖和化石燃料造成的许多其他有害影响促使全世界转向可再生能源。水泵被认为是消耗传统柴油燃料提供的高功率的主要负荷。因此，光伏 (PV) 能源越来越多地用于水泵系统。该技术基于使用光伏阵列将太阳能转换为电能以运行直流或交流电机水泵。为了提高太阳能在水泵系统中的利用率，本文提出了一种可行的光伏尺寸确定方法，以获得所需的光伏模块来覆盖水泵负载。所提出的方法是一种用户友好的工具，基于非技术用户输入的经济值。这项研究的主要目的是通过展示一个完全独立的光伏系统来弥补当前水泵系统光伏尺寸确定工具中发现的研究空白，该系统由太阳能电池阵列、逆变器、太阳能充电控制器和断路器以及电池组组成。此外，还计算了系统安装的总成本及其回收期。该研究讨论了该系统在埃及不同地理位置的性能。最后，测量了该系统节省的二氧化碳减排量。结果确保有效利用太阳能作为水泵系统的驱动能源。
复合材料影响的高级数值方法
弹丸Jagan Selvaraj，Luiz F. Kawashita，Mehdi Yasaee，Gordon Kalwak，Stephen R. Hallett的不一致，软体对复合材料的影响：分层实验和高级数字建模
量子态断层扫描作为数值优化问题
摘要 我们提出了一个框架，将寻找最有效的量子态断层扫描 (QST) 测量集的方法公式化为一个可以通过数值求解的优化问题，其中优化目标是最大化信息增益。这种方法可以应用于广泛的相关设置，包括仅限于子系统的测量。为了说明这种方法的强大功能，我们给出了由量子比特-量子三元组系统构成的六维希尔伯特空间的结果，例如可以通过 14 N 核自旋-1 和金刚石中氮空位中心的两个电子自旋态来实现。量子比特子系统的测量用秩三的投影仪表示，即半维子空间上的投影仪。对于仅由量子比特组成的系统，通过分析表明，一组半维子空间上的投影仪可以以信息最优的方式排列以用于 QST，从而形成所谓的相互无偏子空间。我们的方法超越了仅有量子比特的系统，我们发现在六维中，这样一组相互无偏的子空间可以用与实际应用无关的偏差来近似。
应用于计算量子化学的数值算法
2021 年秋季。课程描述：数值算法简介、它们在计算量子化学中的应用以及软件实现和重用的最佳实践。本课程涵盖了物理模拟中使用的应用数学中的有用算法工具箱。它们通过密度泛函理论的计算机实现来说明，用于从量子力学建模化学反应机制。涵盖的主题包括局部优化、数值导数和数值积分、密集线性代数对称特征值问题、奇异值分解和快速傅里叶变换。时间允许时，将介绍更多专业主题。学生将学习 C++ 中过程化和面向对象编程的原理，以及高效数值库的使用。本课程对更广泛的课程目标的贡献：所有 MSSE 学生的必修课程。课程形式：每周三次 50 分钟的教师主导的网络教学讲座，以及每周 3 小时 GSI 主导的网络讨论（分为 2 小时计算实验室和 1 小时同步讨论），以在 15 周内完成课程。结构化的异步评分讨论小组将扩展讲座材料和阅读材料。学生将在截止日期前发表个人帖子，然后回复每周阅读材料的同伴帖子。所有学生都必须参加。GSI 还将检查定量的家庭作业和练习，为学生准备家庭作业并在提交家庭作业后发布答案指南，并提供有关最终项目（过去 5 周完成）的详细指导和反馈。课外作业应每周 3 小时，每周共 9 小时。阅读清单和资源：《数值方法：科学计算的艺术》，WH Press，SA Teukolsky、WT Vetterling 和 BP Flannerty（第 3 版，剑桥大学出版社，2007 年）《计算化学简介》，FH Jensen（第 3 版，Wiley，2017 年）。评分：将有 7 个精心设计的编程作业。
切削刀具刀片磨损的数值模型
摘要。本文研究了切削刀具磨损的数值模型。利用切削刀具刀片的参数模型，在所需的角度 γ 、α 、α 1 、φ 、φ 1 和 λ 值下形成相应的工作部分，刀片在侧面的磨损与磨损表面尺寸的依赖关系。这可以分析刀片几何形状和侧面磨损参数对刀具磨损期间能耗的影响，计算出任何刀具磨损量下的刀片磨损功。结果表明，侧面磨损 h 3 与平面图中主角 φ 和辅角 φ 1 的依赖关系是线性的。随着角度 φ 、φ 1 、α 和 α 1 的增加，实现给定侧面磨损 h 3 所需的功 U h 减小，而随着角度 γ 和 λ 的增加，此类功增加。因此，机电一体化结合了磨损力学知识、电子参数模型、切削刀具磨损的经验依赖性。
对高的粒子混合行为的数值模拟...
粉末材料的混合是许多行业的关键过程，例如药物，食品，农业和冶金。在冶金炼铁过程中，铁矿石烧结物是用于生产液体熔融铁的主要原材料，是通过铁矿石，通量和燃料的混合物在烧结机中生产的。1,2）在烧结之前，铁矿石的罚款应与焦炭和石灰石混合，然后加入水以改善烧结床的渗透性。颗粒的目的是正确控制颗粒的均匀成分和合适的尺寸。3–5）因此，混合效应在肉芽过程中至关重要，该过程决定了组成和粒度分布，从而影响烧结质的质量。6–8）然而，颗粒系统的流动和混合行为已被证明是令人惊讶的复杂现象，这是容器形状的变化，
系统上周期截止标准的数值研究
目前的论文研究了三层热级热储能（TES）储罐系统的热性能的周期截止标准，该系统用于浓缩太阳能（CSP）植物。应用一维瞬态分散式（D-C）方案来计算每个胶囊内部的相变。使用MATLAB软件，已经弄清楚了数值模型方程。已经创建了五种不同的情况，以研究TES储罐热性能的周期截止标准。结果表明，有两个重要方面可以评估系统性能，即在充电/放电周期内的温度分布以及达到平衡条件所需的时间。这些方面直接影响存储系统的整体功率和外部效率，并在理解系统启动属性方面发挥关键作用，并在设计CSP应用程序的功率周期时洞悉存储可用性。还注意到，实现周期性条件所需的周期时间和时间不仅对存储温度差，而且对切割温度差非常敏感。电荷周期持续时间的差异和相应的排放周期可以归因于相似的截止标准。
数值方法模块 14：等值插值...
此公式可以更好地估计 xn 附近点 x 处的 f 值，因为公式尽可能早地使用最接近该 x 的数据点，并且还利用了最多 n 阶后向（实际上是相除）差值。同样的推理表明，该公式可能不适合估计远离 xn 的点 x 处的 f 值，即靠近观测数据的中间或开始处。但是，正如下图和下一模块中介绍的数值实验所示，这种限制没有任何实际意义。例 1：设 f(x) = e 2x Cos 3x，其中 x Є [0, 1]。使用 5 次牛顿前向/后向差分插值多项式，在节点 x = 0、x = 0.2、x = 0.4、x = 0.6、x = 0.8 和 x = 1 上找到 f(0.1)、f(0.5) 和 f(0.9) 的近似值。给定 6 个节点和相应的函数值，计算表 2 中给出的前向/后向差分。然后根据牛顿前向/后向差分插值公式，计算 f(0.1)、f(0.5)、f(0.9) 的值并将其与实际值进行比较。
通过数值优化合成量子电路
量子计算于大约 30 年前引入并理论化，但目前仍处于起步阶段：当前的技术设备只能处理几个量子比特。然而，这种新的计算范式显示出巨大的前景，潜在的应用范围从高性能计算 [8] 到机器学习和大数据 [9]。量子算法通常通过量子电路来描述，即一系列符合硬件技术特性的基本运算。量子计算的数学形式是 (有限维) 希尔伯特空间理论：量子电路表示为幺正算子 [16]，与执行算法的机器支持无关。因此，建立以矩阵描述的幺正算子和以电路描述的幺正算子之间的联系是至关重要的，哪怕只是为了更好地理解如何设计新算法。从电路中获取矩阵可以通过在量子硬件上运行电路（加上一些断层扫描）或通过在经典计算机上进行模拟来完成 [ 2 , 24 ]。从矩阵中获取电路更为复杂，属于更普遍的问题，称为量子编译，即如何将以未知形式描述的量子算子转换为目标