心脏电生理学研究越来越依赖于计算方法来连接实验和临床观察以了解基本机制。这些方法处理实验数据,例如光学映射和身体表面电势映射,以及模拟生物物理过程,例如心脏内电源的行为以及与这些相关的电势场。来自实验和临床记录的信号处理有助于阐明各个领域的电生理特性,而计算建模则提供了理论上的理解。患者特异性模型越来越有助于解释观察结果并改善了个体的心脏电气行为近似。因此,计算方法的进步对于获得对心脏电生理学和心律不齐的新见解至关重要。在这里,我们回顾了有关“心脏电生理学计算方法”生理学研究主题上发表的论文,并分享了这种技术的潜在未来影响的观点(图1)。
基于物理属性的程序也可以被视为物理安全原语。这些原语基于基本的物理程序,这些程序反过来也可以用数学来描述,类似于传统的加密原语。与后者的主要区别在于,除了一些(可能非常复杂的)纯计算成分外,某些物理模型的特定数学描述在其定义中起着重要作用。虽然在数学安全原语的情况下,必须保证抽象的数学计算和通信由真实的计算机忠实地表示,但在物理安全子系统的情况下,物理模型的实现有效性也需要得到证明。典型的基本物理过程(“物理原语”)是纯量子密钥分发(通过真实的经典后处理通道)或物理层加密(通过有线 tqp 通道)
机器学习方法正被用于设计能够抵御网络攻击的工业控制系统。此类方法主要关注两个领域:使用通过网络数据包获取的信息在网络级别检测入侵,以及使用代表系统物理行为的数据在物理过程级别检测异常。本调查重点关注用于入侵和异常检测的四种机器学习方法,即监督学习、半监督学习、无监督学习和强化学习。精心挑选、分析了公共领域中可用的文献,并将其放置在 7 维空间中,以便于比较。调查针对研究人员、学生和从业人员。确定了使用这些方法所面临的挑战和研究差距,并提出了填补这些差距的建议。
用您自己的话准备书面报告,该报告解决了以下问题:这种机制或代理如何改变气候?该试剂或机制引起的辐射强迫涉及哪些反馈机制?哪些气候过程受到最大影响?如何?需要哪些类型的模型和观察来理解其重要性,以及与我们当前的理解相关的关键不确定性是什么?地球系统中的位置以及在哪个季节最有影响力的机制,为什么?该机制在什么时间表上进行?如果与代理商打交道,代理的来源和凹槽是什么,什么控制了其影响力?机制或药物受到人类活动的影响,如果是,如何?在地球或人类过去的哪个时期中,这种机制或代理可能最有影响力,什么可能导致其未来的力量改变?您的报告不仅限于这些问题,但是重点必须放在物理过程上,并根据需要偏离化学和生物地球化学过程。
使用量子算法模拟量子物质中的复杂物理过程和相关性一直是量子计算研究的主要方向,有望实现优于传统方法的量子优势。在这项工作中,我们开发了一种广义量子算法来模拟由算子和表示或林德布拉德主方程表示的任何动态过程。然后,我们通过在 IBM QASM 量子模拟器上模拟 Fenna-Matthews-Olson (FMO) 复合体的动态来演示量子算法。这项工作首次演示了一种用于开放量子动力学的量子算法,该动力学过程涉及现实生物结构,具有中等复杂的动态过程。出于同一目的,我们讨论了量子算法相对于经典方法的复杂性,并基于量子测量的独特性质展示了量子方法的决定性查询复杂性优势。
纤维素是自然界中最丰富的有机化合物之一,来源多样。纤维素具有可调节的特性,使其成为生物材料开发的有前途的基质。在这篇评论中,我们重点介绍了纤维素的物理过程和化学改性方面的进展,这些进展增强了纤维素作为生物材料的性能。本文讨论了三种纤维素产品,包括纳米纤维化纤维素、纳米晶体纤维素和细菌纤维素,重点介绍了每种产品如何作为开发用于生物医学应用的先进纤维素基生物材料的平台。除了将纤维素材料的机械和化学特性与特定应用联系起来之外,本文还为未来开发用于生物医学的纤维素基生物材料提供了前景。
由于学习高维概率致密性的困难,用于新物理过程异常检测的方法通常仅限于低维空间。尤其是在组成级别上,在流行密度估计方法中,很难纳入理想的特性,例如突变不变性和可变长度输入。在这项工作中,我们基于扩散模型引入了粒子物理数据的置换不变的密度估计值,该模型是专门设计用于处理可变长度输入的。我们通过利用学习的密度作为置换式异常检测评分来证明我们的方法论的功效,从而有效地识别了仅背景假设下的可能性很小的JET。为了验证我们的密度估计方法,我们研究了学习密度的比率,并与受监督分类算法获得的密度相比。
地球是一个复杂的系统,具有不同的时间和长度尺度,不同的物理过程和特征以及各部分之间的复杂相互作用。创建和采用系统模型的能力(作为单个部分或组合耦合系统)是科学研究的关键组成部分。由于系统的复杂性和多样性,从经验到第一个基于原则的方法是可能的。地球 /气候410引入并探讨了对地球系统部分建模的不同方法。将引入各种方法,包括数值差方程求解器,模拟随机现象传播的概率方法等等。强调模型开发,包括代码测试维护以及使用GIT版本控制系统。模型将在现代Python中实现。学生将使用本课程中开发的模型解决科学问题。
在量子信息理论中,量子通道表示系统中离散时间的变化,在理想意义上,这些变化可以通过物理过程实现。从数学上讲,量子通道用完全正且保迹的线性映射表示,形式为Φ:L(C n)→L(C m),其中L(C n)是从C n到自身的线性映射或算子集,对于L(C m)也是如此。如果系统在通道Φ表示的动作之前的状态用密度算子ρ∈L(C n)表示,那么通道动作后的状态由密度算子Φ(ρ)∈L(C m)给出。本文主要研究n = m的通道,它们表示离散时间变化保持物理系统大小的常见情况。 (量子通道的输入和输出系统的大小由底层空间 C n 的维度反映