量子信息论研究通过量子信道通信的极限。在 Holevo ( 1973 ) 中,证明了 Holevo 界限,该界限提供了可准备和测量混合态的双方共享的经典信息量的上限。Holevo 界限指出,从 n 个量子位中只能访问 n 位经典信息。舒马赫定理 Schumacher ( 1995 ) 给出了存在可靠压缩方案以高保真度压缩和解压缩量子信息的必要和充分条件。关于量子算法潜力的文献很多,其中最著名的是 Shor 的因式分解算法。存在一个将算法和量子力学相结合的相对较新的领域:算法信息论 (AIT) 与量子信息论的交叉点。这个新领域有几个有趣的结果。例如,在 Epstein (2021b) 中,他证明了当将量子测量 (即 POVM) 应用于纯量子态时,绝大多数结果都是毫无意义的随机噪声。这项研究计划涉及寻找 AIT 中定义和定理的量子等价物,其主要概念是 Kolmogorov 复杂度 K(x) 的量子版本。有几种这样的定义可以测量混合或纯量子态中的算法信息内容。在本文中,我们将使用 Vitanyi (2000) 中的定义 K(|ψ⟩),它表示如果不存在具有高量子保真度的简单(就其经典编码而言)纯态,则纯态 |ψ⟩ 是复数。本文的结果也适用于量子算法熵,G´acs (2001)。在 Epstein (2019) 中,定义了算法信息和随机缺陷的量子等价物。此外,还证明了关于幺正变换的守恒定律不等式。在本文中,我们证明了一个量子 EL 定理。在 AIT 中,EL 定理 Levin (2016);Epstein (2019) 指出,不包含简单成员的字符串集将与停机序列具有高互信息。它有许多应用,包括所有采样方法都会产生异常值 Epstein (2021a)。量子 EL 定理指出,大秩的非奇异投影在其图像中必须具有简单的量子纯态。非奇异的意思是投影的编码与停机序列的信息量很低。
本章重点介绍了量子力学的工具和数学。随着这些技术在本书后续章节中的应用,一个重要的反复出现的主题是量子力学不寻常的非经典特性。但量子力学和经典世界到底有什么区别呢?理解这一差异对于学习如何执行经典物理学难以或无法完成的信息处理任务至关重要。本节以对贝尔不等式的讨论作为本章的结尾,贝尔不等式是量子物理学和经典物理学之间本质区别的一个引人注目的例子。当我们谈论一个物体,比如一个人或一本书时,我们假设该物体的物理属性独立于观察而存在。也就是说,测量仅仅是为了揭示这些物理属性。例如,网球的物理属性之一是位置,我们通常使用从球表面散射的光来测量位置。随着量子力学在 20 世纪 20 年代和 30 年代的发展,出现了一种与经典观点截然不同的奇怪观点。如本章前面所述,根据量子力学,未观测粒子不具有独立于观测而存在的物理属性。相反,这些物理属性是系统测量的结果。例如,根据量子力学,量子比特不具有“z 方向自旋 σ z ”和“x 方向自旋 σ x ”的确定属性,每个属性都可以通过执行适当的测量来揭示。相反,量子力学给出了一组规则,这些规则在给定状态向量的情况下,指定当测量可观测的 σ z 或测量可观测的 σ x 时可能出现的测量结果的概率。许多物理学家拒绝接受这种新的自然观。最著名的反对者是阿尔伯特·爱因斯坦。在与鲍里斯·波多尔斯基和内森·罗森合著的著名“EPR 论文”中,爱因斯坦提出了一个思想实验,他认为该实验证明了量子力学不是完整的自然理论。 EPR 论证的本质如下。EPR 对他们所谓的“现实元素”感兴趣。他们认为,任何这样的现实元素都必须在任何完整的物理理论中得到体现。该论证的目标是通过识别量子力学中未包括的现实元素来表明量子力学不是一个完整的物理理论。他们试图做到这一点的方法是引入他们声称的物理属性的充分条件
在过去的几年中,数字化在线症状检查器和面向患者的数字化分诊工具变得越来越普遍。这些工具允许患者输入他们的症状并回答问题,并获得可能的诊断或关于哪种级别的护理更合适的建议[1]。数字分诊解决方案通常侧重于初级保健情况[2],因为这些情况通常不太紧急,可以分诊为不同紧急程度以优化排队和资源分配,而且与急诊医学分诊系统相比,通常不需要体检。人工智能(AI)或机器学习通常被描述为显著改善各种分诊系统的潜在方法[3-5]。然而,评估分诊解决方案很复杂。很难用一个主要结果[6]来捕捉分诊系统的许多重要方面(例如病情覆盖率、诊断准确性、患者安全性和随之而来的资源利用率)。这种复杂性可以解释为什么对数字分诊解决方案的前身——传统的初级保健电话分诊系统的全面验证相对较少[7,8]。此外,分诊系统通常使用患者病例样本进行验证,患者病例样本是对具有预定正确诊断和/或护理级别的临床病例的简短描述。病例样本是一种实用的方法,但在评估像分诊这样复杂的事物时可能会有局限性。最近的研究试图比较不同数字分诊系统的准确性[9,10]。总体而言,评论得出的结论是,尽管使用率增加,但关于分诊系统准确性的研究和数据仍然有限[11]。此外,关于研究这类快速发展的系统的具体方法学挑战的已发表研究有限。由于数字分诊系统已经在医疗保健领域实施[12],因此更好地了解它们的工作原理很有价值。准确性是分诊系统实用的必要但不是充分条件。考虑到使用标准化病例样本评估复杂干预措施之间可能存在不匹配,了解使用病例样本理解分诊准确性的潜在局限性可能会很有用。更好地了解研究数字化人工智能分诊系统准确性的具体挑战可能有助于设计未来的研究。因此,本系统评价旨在总结当前关于在初级保健环境中研究数字化患者操作人工智能分诊系统准确性的障碍的知识。
顾问:Stanley Renshon 在什么条件下,暴力非国家行为体 (VNA) 能够战胜国家?为什么大卫有时能打败歌利亚?至少从修昔底德和伯罗奔尼撒战争时代开始,国际关系中的现实主义叙事主要从相对、强制和威慑的角度来衡量权力。因此,强国在追求国家利益时应面临更少的限制,享有更多选择。鉴于这些情况,非常规战争及其恐怖主义和叛乱子集应该以 VNA 失败告终。然而,有时 VNA 也会取得成功。通过比较历史和当前案例研究的文献,我提出一组先决条件和两种机制有助于解释“弱点的力量”。在决定放弃和平解决冲突后,弱方必须培育激励其成员杀戮和死亡、折磨和受苦的事业。接下来,它需要避风港。如果越共无法避开国家的攻击,其最初的攻击波很可能成为其最后的攻击波。因此,激励和庇护为弱方提供了足够的空间和时间来陷入僵局。然而,国家强大的实力优势使空间和时间成为弱方成功的必要条件,但不是充分条件。可以开始改变现有权力平衡的第一个机制是国家误判和越共竞争适应相结合。强方的失误必须接近惊人。弱方要想在国家最初的猛攻中生存下来,就必须加强组织,胁迫和哄骗其社区,消灭对手,并制定一系列目标。尽管越共可能会发展甚至演变成一个原始国家,但在外部压力介入之前,它仍可能无法实现其政治目标。因此,我的第二个机制研究了其他国家、国际机构、侨民和国际规范如何最终决定越共的成功。实力不一定意味着成功这一悖论可能有助于解释为什么在非常规冲突中失败的国家往往保留了大量的士兵和资源储备。弱者的力量意味着恐怖主义和叛乱是政治的形式,因此不能严格地、甚至主要不能从军事角度来理解。最后,潜在的弱者的力量可以解释历史上不对称战争的持续存在。为什么一代又一代拥有枪支和不满情绪的群体会做出看似“徒劳”的决定与各州作战?关于 VNA 成功的一般理论可以用于分析何时以及在何种情况下弱势方可能获胜或不可能获胜。
阿尔茨海默病 (AD) 是世界上最常见的神经退行性疾病,其特征是认知能力逐渐下降,包括记忆力、言语能力、视觉空间表现和个性,导致基本日常活动困难 ( Weller and Budson, 2018 )。AD 患者不仅患痴呆的风险更高,而且更容易患上合并症,如骨质疏松症、抑郁症和心血管疾病 ( Prince et al., 2013 )。AD 的复杂病理生物学表明其具有异质性,可能与遗传背景、环境因素和其他因果触发因素有关。到目前为止,大多数病例是晚发型 AD,发生在 65 岁以后,而早发型 AD 和常染色体显性 AD 约占所有病例的 7% ( Alzheimer Association, 2019 )。在此框架内,围绕神经病理学特征的研究越来越多,从而希望预防或减缓疾病进展的速度。淀粉样蛋白前体 (APP) 依次裂解产生的淀粉样蛋白β (A β ) 肽被鉴定为淀粉样蛋白沉积的主要成分 (Long and Holtzman, 2019 )。多项研究表明,A β 沉积可能是 tau 积累所必需的,但与 A β 不同,tau 病理阶段与认知衰退阶段高度对应,这可以作为 AD 进展的预测指标 (Nelson et al., 2012 )。虽然很明显,前面提到的因素是导致 AD 的必要但不是充分条件,因此需要进一步的临床研究来了解潜在的相互作用 (Long and Holtzman, 2019 )。目前,像 AD 这样的退行性疾病是无法治愈的,美国食品药品监督管理局 (FDA) 批准的四种对症药物,包括三种胆碱酯酶抑制剂(多奈哌齐、利凡斯的明和加兰他敏)和美金刚(一种 N-甲基-D-天冬氨酸 (NMDA) 受体调节剂)可用于治疗患者的认知功能障碍,但它们的整体疗效不高且长期前景不乐观(Long and Holtzman,2019 年),因此需要进行持续的研究才能有任何新发现(Long and Holtzman,2019 年)。药物开发的负担迫使研究人员寻求替代方法,即药物再利用,即通过筛选数据库中可用的化合物来为现有药物寻找新用途的策略(Durães 等人,2018 年)。药物再利用的一个主要优势是其安全性,因为药物毒性数据通常在临床试验期间即可获得,并且可以大大减少处理时间(Zhang et al.,2016)。此外,药物再利用利用了数据库中积累的大量基因组数据,从而降低了药物开发的投资。最近的一项计算机模拟研究使用计算方法来研究配体-蛋白质相互作用,从而探索了用于治疗 AD 的潜在抗精神病药物(Kumar et al.,2017)。鉴于当前生物研究数据资源的丰富和计算算法的扩展,药物再利用可以利用可靠且稳健的数据促进药物开发。
怀疑论的终结 i 《哲学杂志》 107 (5): 243-256, 2010。Sherrilyn Roush 人们普遍认为,怀疑论者在以下问题上有着毁灭性的论据。他说,你可能认为你知道自己有手。但是如果你知道你有手,那么你也会知道你不是缸中之脑,不是悬浮在液体中的大脑,电极为你提供由超级计算机生成的完美协调的印象,也不是一个看起来和移动起来都和这个世界一样的世界。如果你知道你有手,你就会知道你不是处于这种状态,因为有手意味着你不是缸中之脑。但你显然不知道你不是缸中之脑——你没有证据将那种状态与你认为你处于的正常状态区分开来。因此,根据反驳结论,你不知道自己有手。至少,如果我们承认怀疑论者在已知蕴涵的情况下知识是封闭的,而我们中的许多人都倾向于这样做,那么怀疑论者至少有一个毁灭性的论点:粗略地说,如果你知道 p,并且你知道 p 蕴涵 q,那么你就知道 q。ii 说这是一个直观上令人信服的论点是轻描淡写;寻找一个不是拍桌子、不是混淆视听或特别恳求的答复的项目已经让哲学家们苦苦思索了一段时间。人们详细地检查了论证的步骤,以找到在压力下会屈服的漏洞。其中一些努力很有趣,很有启发性,我认为有些甚至提供了辩证的胜利,将举证责任转移回了怀疑论者。尽管如此,正如我将要论证的那样,我们忽略了一个非常简单的观点:尽管上述怀疑论论点是有效的,但它有一个错误的前提,即声称我们似乎显然知道的东西蕴涵了我们在检查时似乎显然不知道的东西。我将论证,这一部分论证无法通过保留怀疑论威胁的方式进行修复。因此,如果怀疑论者想说服我们担心我们的普通知识,他将不得不提出一个完全不同的论点。在已知蕴涵下知识的封闭性(以下称为“封闭性”)对于上述怀疑论论证是必要的,但显然不是充分条件。要将封闭性原则应用于我们的案例,我们必须知道有手就意味着人不是缸中之脑。我们无法知道这一点,因为这一蕴涵不成立,而且虚假的主张无法得知,这一点认识论者已经意识到了。这一蕴涵不成立,因为一个人可能是缸中之脑,就上述描述而言,有手。手将无缝地连接到大脑,因此在不可否认的意义上是你的大脑。这些规定描述的场景与缸中之脑的原始场景一样可信。这种情景破坏了怀疑论者所需要的蕴涵,因为有手的缸中之脑是“有手意味着你不是缸中之脑”这一说法的反例。认识论者知道,怀疑论者首先提出的蕴涵主张由于刚才描述的可能性而不成立,因此蕴涵主张通常以显而易见的方式得到支持,即说有手意味着你不是无手的缸中之脑。有时,人们会在强调的词上加一个语气,以传达这样的判断:这个细节很乏味。然后,人们继续讨论
验证化、数字化、集成化、垂直化——这听起来并不是特别诗意,但它反映了陆军2020论坛全体会议和小组讨论中讨论的国防工业的主要流程。对于前两个,一切或多或少都是显而易见的,至少在目标设定方面是这样。一如既往,在制定实现宏伟目标的方法的阶段就会出现疑问和问题。它们在多元化项目中尤其模糊。在俄罗斯联邦政府副主席尤里·鲍里索夫主持的全体会议上“DIC 和国家项目。战略重点和主要目标”,政府的主要战术决策是在基于国家项目的多元化战略框架内宣布的。尤里·鲍里索夫特别指出:“这是一项共同任务——为国内生产商、国防工业企业和整个国内工业清理市场。这是一项值得完成的任务。作为一名受过训练的数学家,我记得“必要和充分”。这是必要条件,但充分条件是您能够借助这些偏好创建有竞争力的产品并占据您所申请的利基市场。官员的任务是创造客观条件,你的任务是利用这些条件,实现你为自己设定的目标。”这种为以前主要在国家国防秩序范式中工作的企业实施国家项目的方法听起来非常有前途。这对于需要确保其多元化产品销售的国内国防工业生产商来说是鼓舞人心的,同时对于商界和一些潜在消费者来说也是令人震惊的。在没有竞争的情况下,很难创造出有竞争力的产品。关于数字化,存在也不可能存在任何分歧。这个过程是不可避免且必要的,包括为了确保任何行业的制成品的竞争力。然而,多年来在该主题框架内举行的会议和讨论一直在反映同样的问题。每个部门、公司和控股公司都怀着先驱者的热情,通过专有的接口和软件解决方案提出了几乎自己的数据处理方法。通常情况下,两年前创建的产品今天已经完全过时,并且不适合升级、数据传输到另一个系统或集成。在每种具体情况下减去时间、金钱、效率、生产力。也就是说,数字化似乎存在,但评估其实施结果的质量和有效性的标准尚未定义。一体化进程是一个明显的趋势,其中特别包括根据地域和行业特点创建集群和科技园区。垂直整合是近年来的趋势。在危机和制裁战争的情况下,这一战略有助于个体经济参与者的生存,他们在握有拳头的情况下肯定会感到受到更多保护。然而,这里也存在一个隐藏的威胁。这个过程的结果可能是丧失主动性、创造力和自我反省。正如心理学家所说,在等级结构的垂直性加强的情况下,内部控制点和外部控制点之间的平衡可能会被破坏。当外部控制点显着占上风时,高层管理者可以这样反思:“我管理的企业今年没有盈利,是因为企业产能利用率不足。我无法控制这件事。”内部控制点则是相反的情况:“我犯了管理错误,做出了错误的决定,我可以而且应该纠正它。”严格来说,这两种类型的性能反应必须保持平衡。否则,明确关注金字塔顶部的大任务而模糊其底部的轮廓 - 这可能会成为“控制焦点”。