高效的量子态测量对于最大限度地从量子系统中提取信息非常重要。对于多量子比特量子处理器而言,开发可扩展的架构以实现快速和高保真读出仍然是一个尚未解决的关键问题。在此,我们提出使用储层计算作为超导多量子比特系统量子测量的资源高效解决方案。我们考虑一个小型的约瑟夫森参数振荡器网络,它可以以最小的设备开销实现,并且与被测量子系统位于同一平台上。我们从理论上分析了这种设备作为储层计算机的运行,以根据量子统计特征对随机时间相关信号进行分类。我们将该储层计算机应用于联合多量子比特读出的测量轨迹的多项分类任务。对于现实条件下的 2 量子比特色散测量,我们证明了分类保真度可靠地超过最佳线性滤波器,仅使用 2 – 5 个储层节点,同时需要的校准数据少得多 — 每个状态只需几次拍摄。我们通过分析网络动态来了解这一卓越性能,并直观地了解储层处理。最后,我们演示了如何操作该设备以同等效率和轻松校准的方式执行 2 量子比特状态断层扫描和连续奇偶校验监控。该储层处理器避免了其他机器学习框架常见的计算密集型训练,并且可以作为集成低温超导设备实现,用于在计算边缘低延迟处理量子信号。
该项目是由美国能源部国家能源技术实验室资助的部分,部分是通过现场支持合同资助的。美国政府,其任何机构,其任何雇员,支持承包商,或其任何雇员既不对任何信息,设备,产品或程序所披露的任何法律责任或责任,或承担任何法律责任或责任,或者承担任何法律责任或责任,或者表示其使用均不将使用其使用,或者代表其使用不会侵权私人权利。在此引用以商业名称,商标,制造商或其他方式参考任何特定的商业产品,流程或服务。本文所表达的作者的观点和观点不一定陈述或反映美国政府或其任何机构的观点和意见。
图 1 有机光电突触器件 . (a) 人类视网膜和大脑系统示意图 ; (b) 储池计算结构 ; (c) 提拉法制备有机薄膜示意图 ; (d) C 8 -BTBT 薄膜的光学显微镜图像 ( 标尺 : 100 μm); (e) PDIF-CN 2 薄膜的光学显微镜图像 ( 标尺 : 100 μm); (f) C 8 -BTBT 薄膜的 AFM 图像 ( 标 尺 : 1.6 μm); (g) PDIF-CN 2 薄膜的 AFM 图像 ( 标尺 : 1.6 μm); (h) 具有非对称金属电极的有机光电突触晶体管器件结构 ; (i) 器件 配置为光感知型突触 ; (j) 器件配置为计算型晶体管 ( 网络版彩图 ) Figure 1 Organic optoelectronic synaptic devices. (a) The schematic diagram of human retina and brain system. (b) The architecture of a reservoir computing. (c) The preparation of organic thin films by dip coating method. (d) The optical microscope image of C 8 -BTBT film. Scale bar: 100 μm. (e) The optical microscope image of PDIF-CN 2 film. Scale bar: 100 μm. (f) The AFM image of C 8 -BTBT film. Scale bar: 1.6 μm. (g) The AFM image of PDIF-CN 2 film. Scale bar: 1.6 μm. (h) The schematic diagram of organic optoelectronic synaptic transistor with asymmetric metal electrodes. (i) The device is configured as a light-aware synapse. (j) The device is configured as a computational transistor (color online).
摘要我们研究了在野外尺度上逼真的粗糙裂缝的正常刚度和渗透性如何在其闭合期间与渗透阈值相连和进化。我们将方法基于裂缝粗糙度的良好建立的自我植入几何模型,事实证明,这是从实验室到多公斤级尺度的相关代理。我们探索了它对储层尺度开放渠道中断裂孔的影响。我们使用驼鹿/魔像框架在有限元模型上建立了方法,并在256×256×256 m 3的数值流通实验中进行数值直通实验,3花岗岩储层在可变的正常载荷条件下,在可变的正常载荷条件下,该储存在单个,部分密封的裂缝下。Navier -Stokes流动在嵌入的3二维粗断裂中求解,而Darcy流则在周围的毛弹性基质中求解。我们研究裂缝闭合过程中断裂岩系统的机械刚度和流体通透性的演变,包括影响接触表面几何形状(如浅薄的产量)和沉积在粗糙片段开放空间中的裂缝填充物质的机制。在很大程度上观察到的刚度特征与裂缝表面的自我伴侣特性有关。当施加压力梯度的两个正交方向上超过两个正交方向时,可以证明断裂通透性的强各向异性。,我们提出了一项基于物理的定律,以随着渗透性的降低而以指数呈刚度的指数增加形式的僵硬和渗透性的演变。
伏消纳的主要手段,在电力网中合理配置能源储存 的位置和容量,可以改变负荷和风力发电的时空特 性,进而改变电网的传输性能,解决输电线路阻塞 和过负荷的问题。文献 [7] 考虑储能和可再生能源 之间的互补性,以综合成本最低为目标构建输储规 划模型;文献 [8] 引入了一种自适应最小 - 最大 - 最小 成本模型,以找到新线路和储能的鲁棒最佳扩建规 划;文献 [9] 则从储能带来的效益出发,将商业储能 的选址、定容问题和线路扩展规划集成起来,构建 输储规划模型;文献 [10] 针对输电线路和储能系统 的综合规划,提出了一种连续时间混合随机 / 鲁棒优 化方法;文献 [11] 针对输电工程的扩建落后于风力 装机容量的发展,提出了一种考虑低压侧直供潜力 的协调规划方法;文献 [12] 总结了能源互联网的基 本概念和特点,对其基本结构框架进行了详细分 析,通过高通滤波的控制策略来平抑新能源功率的 波动;文献 [13] 提出依据风电预测误差,利用储能的 快速调节能力,提出考虑预测误差的储能控制策 略,从而进行平抑风电功率波动;文献 [14] 研究了多 区域电力系统储能优化配置问题,采用迭代算法将 原问题进行分解为多个子系统储能配置问题;文献 [15] 综合考虑多种经济因素,为追求最低经济成本, 建立一种分阶段的输储规划模型。需要指出的是, 输电网络约束的引入增加了输储规划模型的求解 难度,并且现有的输储协同规划研究主要集中于储 能和线路的扩建,考虑风光互补的输储联合规划的 研究很少。 面对大规模风光并网的输电网规划问题,本文 首先综合考虑风光互补特性和储能的运行特性,进 行输电线路规划,使储能成本、年弃风弃光成本和 输电线路成本最小化,其次提出 3 个评价指标来评
1)随着分布式光伏统筹上网电价逐年下降以及储能系统成本降低,建设分布式+储能系统实现 分布式电源全部就地消纳具有较好的经济效益,同时利用储能系统每天“两充两放”的特性, 合理利用阶梯电价,提高系统效益。With the distributed PV grid prices and the energy storage system cost decreasing every year, there is good economic benefit to build the distributed + energy storage system to achieve all the local power consumption, and because the energy storage system charges and discharges twice every day, the step tariff , if well employed, can increase the system benefit. 2)通过能量管理系统控制分布式电源+储能系统平滑输出,减小外部气象条件对分布式电源输 出的影响,提高供电电能质量。Achieving smooth output from the distributed power supply + energy storage system by the energy management system, reducing the impact to the distributed power output from the external weather conditions and improving the quality of power supply. 3)通过分布式电源+储能系统组成并网型微电网系统,当电网故障时,自动切换至独立运行模 式,保持重要负荷连续供电/或者利用储能系统代替企业原有设计起到后备电源(UPS)的作 用。When the grid breaks down, the microgrid system that is composed of the distributed power supply + energy storage system automatically switches to stand-alone mode, which maintains continuous power supply or uses energy storage system to replace the UPS in the original design.
摘要:由于可再生能源在电网中的大规模渗透,储能(ES)设备的利用(ES)设备促进可再生能源消耗并降低用户成本已逐渐成为发展趋势。彻底探索了ES在用户方面的经济利益,并建立了ES的全面好处模型。此外,还建立了共享ES容量配置的投资决策模型。基于每日负载概况的相似性,提出了一种基于高和低相似性的用户选择方法,以提高共享ES的收入。一个示例用于分析和比较用户在高和低负载概况相似性下共享的ES的收入。给出了投资决策的共享能力配置,以实现更大的共享经济利益,这与用户数量呈正相关。
人工神经网络(ANN)的连通性与在生物神经网络(BNN)中观察到的连通性不同。实际大脑的接线可以帮助改善ANNS体系结构吗?我们可以从ANN中了解哪些网络功能在解决任务时支持大脑中的计算?ANNS的架构是经过精心设计的,在许多最近的绩效改进中具有至关重要的重要性。另一方面,BNNS的出现紧急连接模式。在个人层面上,BNNS的连通性是由大脑发育和可塑性过程引起的,而在物种层面上,进化过程中的自适应重新配置也起着主要作用,可以塑造连通性。近年来已经确定了无处不在的大脑连接性特征,但是它们在大脑执行具体计算的能力中的作用仍然很少了解。 计算神经科学研究仅揭示了特定的大脑连接性特征对抽象动力学特性的影响,尽管实际上几乎没有探索真实的大脑网络拓扑对机器学习或认知任务的影响。 在这里,我们提出了一项跨物种研究,采用混合方法整合了真实的大脑连接组和生物回声状态网络,我们用来求解具体的内存任务,从而使我们能够探究实际大脑连接模式对任务解决方案的潜在计算含义。 我们发现在物种和任务之间保持一致的结果,表明,如果允许最小的随机性和连接的多样性,则具有生物学启发的网络以及经典的回声状态网络的性能以及经典的回声状态网络。无处不在的大脑连接性特征,但是它们在大脑执行具体计算的能力中的作用仍然很少了解。计算神经科学研究仅揭示了特定的大脑连接性特征对抽象动力学特性的影响,尽管实际上几乎没有探索真实的大脑网络拓扑对机器学习或认知任务的影响。在这里,我们提出了一项跨物种研究,采用混合方法整合了真实的大脑连接组和生物回声状态网络,我们用来求解具体的内存任务,从而使我们能够探究实际大脑连接模式对任务解决方案的潜在计算含义。我们发现在物种和任务之间保持一致的结果,表明,如果允许最小的随机性和连接的多样性,则具有生物学启发的网络以及经典的回声状态网络的性能以及经典的回声状态网络。我们还提出了一个框架Bio2Art,以映射和扩展可以集成到经常性ANN中的真实连接组。这种方法还使我们能够表明核次间连通模式多样性的重要性,强调了决定神经网络连通性的随机过程的重要性。