1A COSTANZO ANGELO DI VITA GIORGIA LOPEZ DIEGO MAIO NICOLO' VENTURA FEDERICO 1B ABRAMO FRANCESCO GRESTA NICOLO' LEONARDI ALFIO MUSUMECI FRANCESCO PARISI ANDREA 1C IMBROSCIANO GIULIA PERDICARO FABRIZIO SCALIA DARIO SIRACUSA FRANCESCO 1D CALTABIANO DAMIANO COCO GIUSEPPE FRANCESCO JUROR FRANCESCO NUNZIO MARANO ANDREA
我们提出了一种方案,利用数值“精确”分层运动方程 (HEOM) 中的准静态亥姆霍兹能量,评估在时间相关外力作用下与热浴耦合的系统的热力学变量。我们计算了不同温度下与非马尔可夫热浴强耦合的自旋系统产生的熵。我们表明,当外部扰动的变化足够缓慢时,系统总会达到热平衡。因此,我们基于 HEOM 计算了等温过程的玻尔兹曼熵和冯诺依曼熵,以及准静态平衡系统的各种热力学变量,例如内部能量、热量和功的变化。我们发现,尽管玻尔兹曼和冯诺依曼情况下的系统熵作为系统-浴耦合强度的函数的特征相似,但总熵产生的特征完全不同。在玻尔兹曼情况下,总熵产生总是正的,而在冯·诺依曼情况下,如果我们选择整个系统的热平衡状态(未分解的热平衡状态)作为初始状态,则总熵产生为负。这是因为冯·诺依曼情况下的总熵产生没有适当考虑系统-浴相互作用的熵贡献。因此,必须使用玻尔兹曼熵来研究完全量子状态下的熵产生。最后,我们检查了 Jarzynski 等式的适用性。
摘要 —本文讨论了新兴的非冯·诺依曼计算机架构及其在计算连续体中的集成,以支持现代分布式应用,包括人工智能、大数据和科学计算。它详细总结了现有和新兴的非冯·诺依曼架构,范围从节能的单板加速器到量子和神经形态计算机。此外,它还探讨了它们在各种社会、科学和工业领域彻底改变数据处理和分析方面的潜在优势。本文对最广泛使用的分布式应用程序进行了详细分析,并讨论了它们在计算连续体中执行的困难,包括通信、互操作性、编排和可持续性问题。
脉冲神经网络的通用模拟代码大部分时间都处于脉冲到达计算节点并需要传送到目标神经元的阶段。这些脉冲是在通信步骤之间的最后一个间隔内由分布在许多计算节点上的源神经元发出的,并且相对于其目标而言本质上是不规则的和无序的。为了找到这些目标,需要将脉冲发送到三维数据结构,并在途中决定目标线程和突触类型。随着网络规模的扩大,计算节点从越来越多的不同源神经元接收脉冲,直到极限情况下计算节点上的每个突触都有一个唯一的源。在这里,我们通过分析展示了这种稀疏性是如何在从十万到十亿个神经元的实际相关网络规模范围内出现的。通过分析生产代码,我们研究了算法更改的机会,以避免间接和分支。每个线程都承载着计算节点上相等份额的神经元。在原始算法中,所有线程都会搜索所有脉冲以挑选出相关的脉冲。随着网络规模的增加,命中率保持不变,但绝对拒绝次数会增加。我们的新替代算法将脉冲均匀地分配给线程,并立即根据目标线程和突触类型对它们进行并行排序。此后,每个线程仅完成向其自身神经元的脉冲部分的传递。无论线程数如何,所有脉冲都只被查看两次。新算法将脉冲传递中的指令数量减半,从而将模拟时间缩短了 40%。因此,脉冲传递是一个完全可并行的过程,具有单个同步点,因此非常适合多核系统。我们的分析表明,进一步的进展需要减少指令在访问内存时遇到的延迟。该研究为探索延迟隐藏方法(如软件流水线和软件诱导预取)奠定了基础。
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广义的量子测量值超出了希尔伯特空间中正式基础的投影的教科书概念。它们不仅具有基本相关性,而且在量子信息任务中也起着重要作用。但是,在没有假定量子设备的特征的情况下,高度要求证明实验会收获通过广义测量所能获得的优势,尤其是超出最简单的Qubit,最简单的Qubit,系统。在这里,我们表明,多派梁插槽允许在较高维度中稳健地实现高质量的广义示意。使用最先进的多核光纤技术,我们在四维希尔伯特空间中实施了七个结果的广义测量,其忠诚度为99.7%。我们提出了一项实用的量子通信任务,并证明了一个成功率,该成功率无法在任何可能的量子协议中基于基于同一维度量子消息的标准投影测量值模拟。我们的方法与现代光子平台兼容,展示了忠实且高质量实施的途径。
令 H 为有限维希尔伯特空间,B(H)为作用于 H 的有界算子空间。密度算子ρ∈B(H)(在量子信息论文献中称为量子系统 H 上的状态)为正,迹为1。量子系统之间的动力学通过完全正迹保持映射(也称为量子通道)建模,该映射将密度算子映射到密度算子。对于张量积希尔伯特空间 HA ⊗HB 上的两个二分密度算子ρ和σ,如果存在线性完全正迹保持(CPTP)映射Φ:B(HB) → B(HB),使得σ=id⊗Φ(ρ),则称σ被ρ量子优化。这一概念已在不同背景下以各种形式进行了研究[23,4,3,2,16]。直观地看,量子主导化描述了从 B 系统观察到的无序性。这可以从条件熵的数据处理不等式 H ( A | B ) 中看出,
乳腺癌是加拿大女性中最常见的癌症,预计 2021 年新增病例约为 27,700 例。据估计,同年将有 5,400 名女性死于该疾病。受影响的男性较少,预计 2021 年新增病例 290 例,相关死亡人数为 55 人。3 三阴性乳腺癌 (TNBC) 是一种侵袭性乳腺癌,影响 10% 至 20% 的患者。4,5 它在 40 岁以下的女性、非裔美国女性和患有 BRCA1 突变的女性中最为常见。5,6 众所周知,BRCA1 突变患者比其他突变患者更容易患上 TNBC。5,7,8 三阴性乳腺癌的特点是缺乏雌激素受体 (ER) 和孕激素受体 (PR),并且没有 HER2 阴性基因的表达。 6,8,9 接受咨询的临床医生小组强调,与其他类型的乳腺癌患者相比,TNBC 患者的复发和死亡风险更高。临床医生小组指出,病理完全缓解 (pCR) 患者的局部疾病 5 年无病生存率平均为 85% 至 90%,6 而未达到 pCR 的患者复发率更高。大多数乳腺癌患者(包括 TNBC)在疾病早期阶段没有任何症状。乳房变化(如坚硬肿块、腋窝肿块、乳房大小和形状变化、乳头变化和乳头分泌物)是一些常见症状。其他症状(如骨痛、体重减轻、恶心、食欲不振、呼吸急促、咳嗽、头痛、复视和肌肉无力)可能随着肿瘤增大或扩散到其他器官而表现出来。6,9
