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![arXiv:2502.02897v1 [quant-ph] 2025 年 2 月 5 日](/simg/3\36382f3f8ef0b77a71571602346f9b98b184a0d4.webp)
arXiv:2502.02897v1 [quant-ph] 2025 年 2 月 5 日
量子纠错代表了大规模量子计算的重大进步。然而，在流行的表面编码策略中，以较低的开销实现非 Clifford 逻辑门的容错实现仍然是一个挑战。最近的进展强调了需要相当大的代码距离才能实现完全的容错。在这里，我们通过多次注入引入了一种非 Clifford 逻辑门的连续容错方案。与专注于单个逻辑链的现有协议不同，我们的方法利用多个逻辑链，每个逻辑链可以采用相同或不同的逻辑旋转角度来初始化非 Clifford 状态。与之前的努力相比，我们的协议显著减轻了与大代码距离要求相关的挑战，并减少了相应的资源开销，使其更易于通过表面编码策略在当前的中型芯片中实现。
Tigger：一种利用用户绕过进行反弹的数据库代理
开发人员经常部署特定于数据库的网络代理，这样应用程序就可以透明地连接到代理，而不是直接连接到数据库管理系统 (DBMS)。这种间接连接通过连接池、负载平衡和其他特定于 DBMS 的优化提高了系统性能。这些代理不是简单地转发数据包，而是实现 DBMS 协议逻辑（即在应用程序层）来实现此行为。因此，现有的代理是用户空间应用程序，它们在请求到达网络套接字时处理请求并将其转发到适当的目的地。这种方法会导致效率低下，因为内核会在用户空间和内核空间之间反复复制缓冲区，并且相关的系统调用会增加 CPU 开销。本文介绍了用户旁路，这是一种通过利用支持自定义代码执行的现代操作系统功能来消除这些开销的技术。用户旁路通过 Linux 的 eBPF 基础设施将应用程序逻辑推送到内核空间。为了展示其优势，我们实现了 Tigger，这是一个与 PostgreSQL 兼容的 DBMS 代理，它使用用户旁路来消除传统代理设计的开销。我们将 Tigger 的性能与实际部署中广泛使用的其他最先进的代理进行了比较。我们的实验表明，Tigger 优于其他代理 — 在一种情况下，它实现了最低的事务延迟（最多减少 29%）和最低的 CPU 利用率（最多减少 42%）。结果表明，像 Tigger 这样的用户旁路实现非常适合 DBMS 代理的独特要求。
基于近似的四重模块冗余电路的设计空间探索
摘要 — 在过去十年中，近似计算 (AxC) 已被研究作为一种可能的替代计算范式。它已被用于降低传统容错方案（如三重模块冗余 (TMR)）的开销成本。最近的提议之一是四重近似模块冗余 (QAMR) 的概念。QAMR 降低了相对于传统 TMR 结构的开销成本，同时保证了相同的容错能力。在本文中，我们提出了一种新的近似技术来实现 QAMR，并进行了设计空间探索 (DSE) 以找到 QAMR 帕累托最优实现。此外，我们为所提出的架构提供了一个新的多数表决器的设计。实验结果表明，对于 FPGA 和 ASIC 技术，分别有 85.4% 和 97% 的电路可以找到与 TMR 对应物相比实现面积和/或延迟增益的 QAMR 变体。索引词 — 容错；纠错；三重模块冗余；TMR；近似计算；四重近似模块冗余；QAMR；数字电路；近似计算
基于 FPGA 的系统的动态可靠性管理
FPGA 的辐射耐受性是一个重要的研究领域，特别是对于航空航天和卫星任务中使用的电子设备的可靠计算。这项研究的动机是由于辐射粒子引起的单粒子效应导致 FPGA 硬件可靠性下降。冗余是一种常用的技术，可以增强辐射敏感应用的容错能力。但是，冗余会带来过多的面积消耗、延迟和功耗方面的开销。此外，冗余电路实现的结构和资源使用情况会随着冗余插入算法以及使用的冗余级数而变化。辐射环境在任务的运行时间跨度内会根据轨道和空间天气条件而变化。因此，还应在运行时根据当前辐射水平优化冗余引起的开销。在本文中，我们提出了一种称为动态可靠性管理 (DRM) 的技术，该技术利用辐射数据，对其进行解释，选择合适的冗余级别，并执行运行时重新配置，从而改变目标计算模块的可靠性级别。DRM 由两部分组成。DRM 的设计时工具流生成具有不同性能因子大小的电路各种冗余实现库。运行时工具流在利用辐射/错误率数据的同时，选择所需的冗余级别并使用相应的冗余实现重新配置计算模块。DRM 的两个部分都已通过各种基准测试的实验进行了验证。我们从这次实验中得出的最重要发现是，通过使用 DRM 的部分重新配置功能，可以将性能提高数倍，例如，与静态可靠性管理技术相比，我们的数据分类器和矩阵乘法器案例研究的性能结果分别提高了 7.7 倍和 3.7 倍。因此，DRM 允许在应用程序运行时在计算可靠性和性能开销之间保持适当的权衡。
合并应用程序以提高安全性和储蓄
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Vidal Energy项目
CDH Vidal LLC（Core）计划建造和运营约1,090英亩的光伏（PV）和电池储能系统（BESS）设施，以在圣贝纳迪诺县Vidal（项目）中产生可再生能源。该项目将提供160兆瓦的交替电流（MW-AC）可再生能源，并将得到现有的，邻近的西方地区电力管理局（WAPA）161千万（KV）的开销传输走廊的支持。该设施将包括建造一个现场变电站设施，该设施将收集和转换通过高架或地下线的现场发射的电源，以便到WAPA传输系统和互连位置。与WAPA互连相关的升级包括沿52英里头盖岩石岩石沿161 kV传输线更换现有的光纤电缆。该项目的永久设施将包括PV面板，Bess，围栏，服务道路，电源收集系统，通信电缆，开销和地下输电线路，电气切换区，项目变电站以及操作和维护设施。
机器和人类视觉的图像压缩具有空间频率适应
摘要。机器和人类视力（ICMH）的图像压缩近年来引起了人们的关注。现有的ICMH方法受到高训练和存储开销的限制，这是由于特定于任务的网络设计的大量设计。为了解决此问题，在本文中，我们为ICMH（名为Adapt-ICMH）开发了一种新颖的基于轻量级适配器的调整框架，可以更好地平衡任务性能和比特率与减少的开销。We propose a spatial-frequency modulation adapter (SFMA) that simultaneously eliminates non-semantic redundancy with a spatial modulation adapter, and enhances task-relevant frequency com- ponents and suppresses task-irrelevant frequency components with a fre- quency modulation adapter.所提出的适配器是插件播放的，并且与几乎所有现有的学到的图像压缩模型兼容，而不会损害预训练模型的性能。实验表明，适应性ICMH始终在各种机器视觉任务上的现有ICMH框架较少，并且较少的微调参数和降低的计算复杂性。代码将在https://github.com/qingshi9974/eccv2024-adpaticmh上发布。
