量子模拟器为研究强相关量子物质提供了强大的手段。然而,解释此类系统中的测量结果带来了重大挑战。在这里,我们提出了合成量子物质中信息提取的理论框架,以自旋玻色-爱因斯坦凝聚态实验中的量子猝灭为例。利用提供不同信息内容度量的非参数无监督学习工具,我们展示了一种与理论无关的方法来识别主要自由度。这使我们能够根据运算符的相关性对其进行排序,类似于有效场论。为了表征相应的有效描述,我们随后探索数据集的固有维度作为动态复杂性的度量。这揭示了数据结构的简化,这与所研究系统中时间相关的通用行为的出现相关。我们的无假设方法可以立即应用于各种实验平台。
量子算法被吹捧为解决一些经典难题(如量子力学模拟)的一种方法。所有量子算法的最终结果都是量子测量,通过量子测量可以提取和利用经典数据。事实上,许多现代混合经典方法本质上是具有短量子电路描述的状态的量子测量。在这里,我们比较和研究了从量子模拟中提取时间相关的单粒子概率密度的三种方法:直接 Z 测量、贝叶斯相位估计和谐波反演。我们在时间相关密度函数理论的潜在反演问题背景下测试了这些方法。我们的测试结果表明直接测量是更好的方法。我们还重点介绍了其他两种方法可能有用的领域,并报告了使用 Rigetti 的量子虚拟设备进行的测试。这项研究为量子计算的即将应用提供了一个起点。
从 2019 年开始,航空公司飞行员将被要求在飞行模拟器上进行全失速恢复训练。从历史上看,训练模拟器不需要在其正常飞行包线之外的条件下提供训练。通常需要实施失速后飞机模型来模拟失速点后的飞机响应。此外,运动提示需要充分代表这种响应,以确保在模拟器训练中学习的技能可直接用于实际飞行。本文概述了 NASA 艾姆斯研究中心进行的六个模拟器实验,旨在开发商业运输模拟器中失速恢复训练的运动提示策略。其中一项实验验证了 D 级认证全飞行模拟器上失速恢复训练的增强运动提示策略。这项研究表明,增强的运动导致失速机动中的最大滚转角更低,恢复中的最小载荷系数更低,失速恢复中的二次摇杆数量更少,恢复中的最大空速更低。这些结果表明,对传统商用运输模拟器的运动逻辑进行相对较小的改进可以显著提高飞行员在模拟失速恢复中的表现,并可能改善失速恢复训练。
美国宇航局的星光计划和突破摄星计划概念化了通过定向能驱动的小型相对论航天器进行快速星际旅行。这一过程与传统的太空旅行截然不同,用小型、快速、廉价和易碎的航天器取代大型和缓慢的航天器。这些晶片卫星的主要目标是在深空旅程中收集有用的图像。我们介绍并解决了伴随这一概念的一些主要问题。首先,我们需要一个物体检测系统,可以检测我们从未见过的行星,其中一些行星包含我们可能甚至不知道在宇宙中存在的特征。其次,一旦我们有了系外行星的图像,我们就需要一种方法来拍摄这些图像并按重要性对它们进行排序。设备故障,数据速率很慢,因此我们需要一种方法来确保对人类最重要的图像是优先进行数据传输的图像。最后,机载能量最小,必须节约和谨慎使用。不应错过任何系外行星图像,但错误地使用能量会造成损害。我们引入了基于模拟器的方法,利用人工智能(主要是计算机视觉)来解决这三个问题。我们的结果证实,模拟器提供了极其丰富的训练环境,远超真实图像,可用于训练模型,以研究人类尚未观察到的特征。我们还表明,模拟器提供的沉浸式和适应性环境与深度学习相结合,让我们能够以一种难以置信的方式导航和节省能源。
2 理论背景 6 2.1 量子计算 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ... . ... 9 2.2.1 退相干和无退相干子空间 . ... . ... . ... . 9 2.2.2 子系统和无噪声子空间和系统 . ... . ... . 10 2.2.3 集体退相干 . ... . ... . ... . ... . ... . . . . 11 2.3 三量子比特 DFS 代码 . ... . ... . ... . ... . ... . ... . . . . 11 2.4 四量子比特无噪声子系统代码 . ... . ... . ... . ... . ... . . . . 13 2.5 Trotter 方程。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 16
我们提出了一个模拟量子模拟的理论框架,以捕捉实验可实现模拟器的全部范围,其动机是 Cirac 和 Zoller 首次提出的一组基本标准。我们的框架与复杂性理论中使用的汉密尔顿编码一致,在噪声下稳定,并涵盖了一系列实验可能性,例如模拟开放量子系统和使用 Lieb-Robinson 边界减少开销。我们讨论了模拟量子模拟中的可扩展性要求,特别是论证了模拟不应涉及随系统大小而增长的交互强度。我们为汉密尔顿复杂性理论中使用的小工具开发了一个通用框架,这可能与模拟模拟无关,特别是证明了在汉密尔顿局部性减少中,与尺寸相关的缩放是不可避免的。然而,如果允许额外的工程耗散资源,我们将展示一种使用量子芝诺效应绕过局部性减少不可行的定理的方案。我们的小工具框架为形式化和解决长期存在的小工具悬而未决的问题打开了大门。最后,我们讨论了模拟量子模拟中的普遍性结果。
为了扩展在遥远和复杂环境中进行操作中使用的自主权的有限范围,有必要进一步发展和成熟的自主权,这些自主权共同考虑了多个子系统,我们将其称为系统级自治。系统级别的自主权建立了解决各个子系统的相互矛盾信息的情况意识,这可能需要对基础航天器和板载模型的改进和互连。但是,由于对建模的假设和权衡的理解有限,因此设计板载模型以支持系统级别的功能带来了重大挑战。例如,排除交叉系统效应的简单车载模型可能会损害机构航天器的功效,而捕获航天器子系统和环境之间依赖性的复杂模型可能是在实现现实世界中的SpaceCecraft(E.G.G.G.G.G.G. ,有限的访问太空飞船和环境状态以及计算资源)。,有限的访问太空飞船和环境状态以及计算资源)。
医疗保健模拟中“实现”的定义仍然是辩论的重要问题。的保真度本质上是多因素概念(4)。它是指感觉相似(听觉,视觉,触觉)以及功能相似之处,因此取决于上下文和学习目标。在手术模拟中,有限态度经常被简化为“面部有效性”(即模拟器“看起来像”现实),甚至更降低到视觉相似之处。“面部有效性”的基本概念 - 即,对用户的感知有助于模拟器的信誉,对它的粘附以及增强信息的保留和转移到实践的相关性 - 但视觉上相似(与解剖结构的形状和颜色非常相似),这并不是为了评估Aurgical Simulator aurgical Simulator anderimentiments obery simulator。这就是为什么“面部有效性”不是教育和心理测试和手册标准的一部分(2),即使它继续被错误使用。实际上,Paige和Morin(4)定义了有限的三个维度,并根据以下内容提出了一个“实现矩阵”:
合成用户在评估对话推荐系统的评估中是真实用户的经济高效代理。大型语言模式在模拟类似人类的范围方面表现出了希望,这提出了他们代表多样化用户的能力的问题。我们制定了一种新协议,以衡量语言模型可以在会话推荐中准确模拟人类行为的程度。该协议由五个任务组成,每个任务都旨在评估合成用户应展示的关键属性:选择要讨论的项目,表达二进制偏好,表达开放式的偏好,调查建议,并回馈。通过评估基线类似者,我们证明了这些任务有效地揭示了语言模型与Human行为的偏差,并提供了有关如何通过模型选择和提示策略来减少偏差的见解。1
我们开发了探测量子信息动态的技术,并在 IBM 超导量子处理器上进行了实验。我们的协议采用阴影层析成像来研究时间演化通道而不是量子态,并且仅依赖于单量子比特操作和测量。我们确定了量子信息扰乱的两个明确特征,这两个特征都无法通过耗散过程模仿,并将它们与多体隐形传态联系起来。通过在实验中实现量子混沌动力学,我们测量了这两个特征,并通过量子系统的数值模拟支持我们的结果。我们还研究了这种动力学下的算子增长,并观察了量子混沌的行为特征。由于我们的方法一次只需要一个量子态,因此可以很容易地将它们应用于各种量子模拟器。