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量子计算模拟物理系统进展

计算机科学与探索 2024年

作者：栾添匡学衡王维岳寰宇中国电子科学研究院中国电科量子科技重点实验室量子科技长三角产业创新中心

量子计算作为量子科技的前沿领域之一，正在迅猛发展。尽管目前处于含噪量子计算时代，但量子计算机在模拟不同尺度的物理系统方面已取得重大进展，引起了广泛关注。超导量子计算机目前处于模拟物理系统的领先地位，而量子-经典混合算... 详细信息

量子计算作为量子科技的前沿领域之一，正在迅猛发展。尽管目前处于含噪量子计算时代，但量子计算机在模拟不同尺度的物理系统方面已取得重大进展，引起了广泛关注。超导量子计算机目前处于模拟物理系统的领先地位，而量子-经典混合算法则成为了主流选择。通过变分量子算法与错误缓解算法相结合，量子计算机已实现了对不同分子和凝聚体物理多体系统基态的模拟，而多种自旋物理模型的动力学模拟也可以在量子计算机上顺利完成；量子-经典算法还可求解复杂流体力学系统的运动方程，并具有不同程度的加速优势；量子计算机与量子-经典混合算法也被用于模拟黑洞等天体物理的性质，并在模拟暗物质性质上展现出指数级加速优势，量子计算也可为求解高能物理系统的施温格方程、寻找新的粒子带来更多可能性。未来，量子计算在模拟真实多尺度物理系统方面有望展现出巨大的潜力，但需要进一步优化错误缓解等方法，以提高模拟的准确性。这一领域的不断突破将有望推动科学技术研究的新纪元的到来。

关键词：量子计算量子模拟物理系统量子算法

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装配体结构与装配界面材料刚度协同优化方法

机械工程学报 2024年第11期60卷 53-61页

作者：周意葱林起崟王晨邵衡洪军西安交通大学现代设计及转子轴承系统教育部重点实验室西安710049 西安交通大学机械工程学院西安710049

接触问题的高度非线性使得同时实现装配结构高材料利用率与接触界面均匀应力分布并非易事,现有考虑接触界面应力分布的结构拓扑优化大多需要较复杂的处理过程及较大的计算资源。针对该问题,提出装配体结构与材料刚度协同优化思路;采用... 详细信息

接触问题的高度非线性使得同时实现装配结构高材料利用率与接触界面均匀应力分布并非易事,现有考虑接触界面应力分布的结构拓扑优化大多需要较复杂的处理过程及较大的计算资源。针对该问题,提出装配体结构与材料刚度协同优化思路;采用先结构拓扑优化后材料刚度优化的顺序优化策略,先通过结构拓扑优化实现装配结构的高材料利用率,再以结构拓扑优化后的输出作为材料刚度优化的输入,通过材料刚度优化实现接触界面的均匀应力分布;该思路具有可直接采用成熟拓扑优化方法而无须进行复杂处理以考虑接触非线性的特点。进一步建立接触问题中的结构拓扑与材料刚度协同优化模型,提出基于Von Mises应力的结构拓扑与材料刚度协同优化方法,优化过程中无须进行敏度分析。最后以典型弹性-刚性装配结构与弹性-弹性装配结构为设计对象,进行结构拓扑与材料刚度协同优化应用验证。

关键词：结构拓扑优化材料刚度优化协同优化接触应力

高原河谷县域景观生态风险评价与生态安全格局构建:以云南省大理州永平县为例

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生态学杂志 2024年第5期43卷 1509-1520页

作者：杜佳衡王影雪潘悦王锦西南林业大学园林园艺学院昆明650224

维护高原河谷县域生态安全是推进高原地区新时代经济高质量发展的关键途径,对于提升住民福祉及实现高原河谷县域可持续发展具有重要意义。本研究选取高原河谷县域云南省大理州永平县为对象,基于景观生态学原理,以景观指数法建立景观生... 详细信息

维护高原河谷县域生态安全是推进高原地区新时代经济高质量发展的关键途径,对于提升住民福祉及实现高原河谷县域可持续发展具有重要意义。本研究选取高原河谷县域云南省大理州永平县为对象,基于景观生态学原理,以景观指数法建立景观生态风险评价模型,综合运用InVEST-MSPA-Conefor分析方法确定生态源地,结合最小阻力模型和重力模型提取生态廊道,利用水文分析工具提取辐射通道并识别生态战略节点、生态断裂点,运用阻力阈值法建立保护关键区,最终构建永平县的生态安全格局。结果表明:2020年永平县景观生态风险呈现出“西北、西南、东北低”,“中南、东、西高”的空间格局;生态风险低值区植被覆盖良好,受人为活动干扰较少,生态环境质量好;高值区位于耕地、建设用地集中连片分布地带,生态环境质量较差,是进行生态建设的关键区域;研究共识别出14处生态源地、102条一般廊道、18条关键廊道、138条辐射通道、62个生态战略节点、88个生态断裂点以及6片保护关键区,这些组分共同构成永平县的生态安全格局。

关键词：景观生态风险生态安全格局高原河谷永平县

长江中游城市群城市化对PM_(2.5)浓度的多尺度驱动机制

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环境科学 2024年第3期45卷 1304-1314页

作者：张政周廷刚周志衡昌悦西南大学地理科学学院重庆400715 三峡库区生态环境教育部重点实验室重庆400715

探究城市化对PM_(2.5)浓度的非线性影响及其驱动机制,对城市的大气污染治理具有重要意义.基于2002~2020年长江中游城市群的遥感数据和统计数据,采用空间自相关、系统动态面板回归模型和时空地理加权回归模型等方法,揭示长江中游城市群PM... 详细信息

探究城市化对PM_(2.5)浓度的非线性影响及其驱动机制,对城市的大气污染治理具有重要意义.基于2002~2020年长江中游城市群的遥感数据和统计数据,采用空间自相关、系统动态面板回归模型和时空地理加权回归模型等方法,揭示长江中游城市群PM_(2.5)浓度的时空演变,并探究不同空间尺度下城市化对PM_(2.5)浓度的驱动机制.结果表明:(1)2002~2020年长江中游城市群PM_(2.5)浓度整体呈下降趋势,在空间上大致呈“北高南低”的分布格局.(2)热点城市有向长江中游城市群西部扩张的趋势,冷点城市空间相关程度有所增强.(3)PM_(2.5)浓度与经济城市化、土地城市化和人口城市化之间分别存在“N”型、倒“U”型和“U”型曲线关系.第二产业和能源消耗对PM_(2.5)浓度变化呈显著促进作用,降水和植被能够有效地削弱PM_(2.5)污染.(4)各城市化因子在局部的整体驱动效应均发生了转化,其主要影响区域集中在长江中游城市群的东南、西北和西南等边缘地带城市.结合长江中游城市群的城市发展现状和区域特征,推进产业绿色转型,合理规划城市空间布局和人口分布,增强基础设施建设将有助于实现城市发展和环境保护之间的协调发展.

关键词： PM_(2.5)浓度城市化长江中游城市群时空演变驱动机制

融合图结构学习的物联网僵尸网络多分类检测研究

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小型微型计算机系统 2024年

作者：李沛衡林宏刚成都信息工程大学网络空间安全学院先进密码技术与系统安全四川省重点实验室

针对目前物联网僵尸网络多分类检测方法存在表征能力弱、难以剔除特征冗余和噪声、识别准确率低等问题，本文提出一种融合图结构学习的多分类检测方法。该方法利用阻尼增量统计多个时间片网络流量的特征对网络流量样本进行重构，设计自... 详细信息

针对目前物联网僵尸网络多分类检测方法存在表征能力弱、难以剔除特征冗余和噪声、识别准确率低等问题，本文提出一种融合图结构学习的多分类检测方法。该方法利用阻尼增量统计多个时间片网络流量的特征对网络流量样本进行重构，设计自适应图结构学习方法获取网络流量特征的时空关系表示，结合图正则化剔除特征冗余和噪声；基于时空图卷积神经网络在时空两个层面提取特征，实现对物联网僵尸网络攻击的多分类检测。在多个数据集上的实验结果表明，本文提出的方法具有良好的表征能力，能有效剔除特征中的冗余及噪声，提升检测的准确率，在多分类效果上优于其他模型。

关键词：物联网僵尸网络图神经网络图结构学习时空图卷积多分类检测

南极宇航员海和阿蒙森海表层沉积物石油污染的判别

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极地研究 2024年

作者：魏宇衡杨涛徐韧蓝木盛上海海洋大学海洋科学与生态环境学院自然资源部东海生态中心中国极地研究中心

南极边缘海被认为是全球最清洁的海洋之一,但该地区也面临日益严重的石油污染的威胁。通过海洋沉积物对罗斯海和普里兹湾等区域的的石油污染开展调查研究相对较多,而对宇航员海和阿蒙森海的相关研究较少。本研究依托中国第39次南极考察... 详细信息

南极边缘海被认为是全球最清洁的海洋之一,但该地区也面临日益严重的石油污染的威胁。通过海洋沉积物对罗斯海和普里兹湾等区域的的石油污染开展调查研究相对较多,而对宇航员海和阿蒙森海的相关研究较少。本研究依托中国第39次南极考察（2022年11月—2023年5月）在宇航员海和阿蒙森海采集的海底表层沉积物,使用气相色谱-质谱法对总石油烃、多环芳烃含量进行了分析,同时使用石油污染特征指标对石油污染情况进行了评估。结果表明宇航员海、阿蒙森海沉积物的总石油烃浓度分别为26.92～44.52μg·kg–1和5.32～36.19μg·kg–1,宇航员海、阿蒙森海沉积物的多环芳烃含量分别为5.22～13.03 ng·g–1和2.67～16.50 ng·g–1。虽然污染物的含量水平很低,但根据石油污染特征指标的分析结果显示,两个海域的沉积物都受到了石油污染影响。本研究一方面验证了石油污染对南极边缘海的威胁,另一方面也为继续开展相关海域表层沉积物中总石油烃、多环芳烃的深入研究提供本底数据。

关键词：石油烃海洋污染沉积物宇航员海阿蒙森海南极

泛连接蛋白调控口颌面疼痛作用及机制的研究进展

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国际口腔医学杂志 2024年

作者：冯玉衡刘飞张艳艳沈颉飞口腔疾病防治全国重点实验室国家口腔医学中心国家口腔疾病临床医学研究中心四川大学华西口腔医院修复科

口颌面疼痛的病理机制复杂，临床上目前仍缺乏持久有效的治疗手段，给患者生活带来沉重负担。近年来，研究表明外周和中枢神经系统中的泛连接蛋白（PANX）在调控口颌面部疼痛的发生和发展中发挥着重要作用。本文重点阐述PANX的结构和功... 详细信息

口颌面疼痛的病理机制复杂，临床上目前仍缺乏持久有效的治疗手段，给患者生活带来沉重负担。近年来，研究表明外周和中枢神经系统中的泛连接蛋白（PANX）在调控口颌面部疼痛的发生和发展中发挥着重要作用。本文重点阐述PANX的结构和功能，以及其在疼痛中的作用和机制，包括口颌面部的神经病理性疼痛、炎性疼痛和其他疼痛。通过深入了解PANX在口颌面部疼痛中的作用和功能，以期为口颌面部疼痛的诊断与治疗提供理论基础和治疗策略。

关键词：泛连接蛋白口颌面神经病理性疼痛信号通路三叉神经节

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考虑通行能力和排队延误的公交停靠系统优化

吉林大学学报（工学版） 2024年第1期54卷 146-154页

作者：张文会伊静东北林业大学交通学院哈尔滨150040

为提高常规公交车进出停靠站的通行效率,降低公交车排队延误时间和交通影响,提出增加公交停靠站泊位和控制公交车到达率的优化方法。首先,构建公交车进出停靠站的基本过程,建立单泊位和多泊位公交停靠站的通行能力计算模型,利用排队理... 详细信息

为提高常规公交车进出停靠站的通行效率,降低公交车排队延误时间和交通影响,提出增加公交停靠站泊位和控制公交车到达率的优化方法。首先,构建公交车进出停靠站的基本过程,建立单泊位和多泊位公交停靠站的通行能力计算模型,利用排队理论系统地分析公交车进站排队特征。其次,调研公交车进出停靠站的数据,获得公交车数量、乘客上下车时间和停靠时间等基本数据。然后,通过Matlab软件对模型进行数值模拟,获得排队系统稳定状态下公交车平均到达率、泊位数、公交停靠时间对公交车排队延误时间的影响。最后,考虑通行能力和排队延误,提出公交停靠站的最优泊位数量和公交到达率,并以实例验证优化结果的可行性。研究结果表明,停靠泊位数量和公交车到达率优化后,调研停靠站的通行能力提高10%以上,排队延误降低70%以上。

关键词：城市交通泊位优化排队理论公交停靠站通行能力

基于PISA问题解决能力框架,设计初中生物学实践型作业

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生物学教学 2024年第2期49卷 59-60页

作者：李霞吴继衡清华附中湾区学校广州510600 华南师范大学生命科学学院广州510631

以PISA中问题解决能力的框架为依据,结合生物学学科的特点,构建了初中生物学实践型作业落实问题解决能力培养的设计框架。结合相关作业案例,具体阐述如何应用该框架培养学生的问题解决能力,以期为生物学教师提供一定的参考借鉴。

关键词： PISA框架问题解决能力实践型作业