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Near-term quantum computing techniques: Variational quantum algorithms, error mitigation, circuit compilation, benchmarking and classical simulation

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Science China(Physics,Mechanics & Astronomy) 2023年第5期66卷 23-72页

作者： He-Liang Huang Xiao-Yue Xu Chu Guo guojing tian Shi-Jie Wei Xiaoming Sun Wan-Su Bao Gui-Lu Long Henan Key Laboratory of Quantum Information and Cryptography Zhengzhou 450000China State Key Lab of Processors Institute of Computing TechnologyChinese Academy of SciencesBeijing 100190China School of Computer Science and Technology University of Chinese Academy of SciencesBeijing 100049China Beijing Academy of Quantum Information Sciences Beijing 100193China Department of Physics Tsinghua UniversityBeijing 100084China

Quantum computing is a game-changing technology for global academia,research centers and industries including computational science,mathematics,finance,pharmaceutical,materials science,chemistry and *** it has seen a major boost in the last decade,we are still a long way from reaching the maturity of a full-fledged quantum *** said,we will be in the noisy-intermediate scale quantum(NISQ)era for a long time,working on dozens or even thousands of qubits quantum computing *** outstanding challenge,then,is to come up with an application that can reliably carry out a nontrivial task of interest on the near-term quantum devices with non-negligible quantum *** address this challenge,several near-term quantum computing techniques,including variational quantum algorithms,error mitigation,quantum circuit compilation and benchmarking protocols,have been proposed to characterize and mitigate errors,and to implement algorithms with a certain resistance to noise,so as to enhance the capabilities of near-term quantum devices and explore the boundaries of their ability to realize useful ***,the development of near-term quantum devices is inseparable from the efficient classical sim-ulation,which plays a vital role in quantum algorithm design and verification,error-tolerant verification and other *** review will provide a thorough introduction of these near-term quantum computing techniques,report on their progress,and finally discuss the future prospect of these techniques,which we hope will motivate researchers to undertake additional studies in this field.

关键词： quantum computing noisy-intermediate scale quantum variational quantum algorithms error mitigation circuit com-pilation benchmarking protocols classical simulation

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Local discrimination scheme for some unitary operations

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Science China(Physics,Mechanics & Astronomy) 2016年第9期59卷 39-45页

作者： tianQing Cao Fei Gao guojing tian ShuCui Xie QiaoYan Wen State Key Laboratory of Networking and Switching Technology Beijing University of Posts and TelecommunicationsBeijing 100876China State Key Laboratory of Cryptology Beijing 100878China School of Science Xi'an University of Posts and TelecommunicationsXi'an 710121China

It has been shown that for two different multipartite unitary operations U_1 and U_2, when tr(U_1~?U_2) = 0, they can always be perfectly distinguished by local operations and classical communication in the single-run scenario. However, how to find the detailed scheme to complete the local discrimination is still a fascinating problem. In this paper, aiming at some U_1 and U_2 acting on the bipartite and tripartite space respectively, especially for U_1~?U_2 locally unitary equivalent to the high dimensional X-type hermitian unitary matrix V with trV = 0, we put forward the explicit local distinguishing schemes in the single-run scenario.

关键词： unitary operations local discrimination local numerical range

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基于概率建模的分层产液劈分方法

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中国石油大学学报（自然科学版） 2024年第2期48卷 109-117页

作者：辛国靖张凯田丰姚剑姚传进王中正张黎明姚军中国石油大学(华东)石油工程学院山东青岛266580 中国石化胜利油田分公司信息化管理中心山东东营257000

传统产液劈分方法无法考虑层间干扰及注水井和邻井的影响,难以准确判断井下实际状况。同时,海上油田产液剖面测试成本高,常规的机器学习方法面临样本数量少的问题。基于此,提出一种基于贝叶斯神经网络和极限梯度提升算法的多层合采产液... 详细信息

传统产液劈分方法无法考虑层间干扰及注水井和邻井的影响,难以准确判断井下实际状况。同时,海上油田产液剖面测试成本高,常规的机器学习方法面临样本数量少的问题。基于此,提出一种基于贝叶斯神经网络和极限梯度提升算法的多层合采产液劈分混合学习模型。概率方法可以识别预测中的不确定性,通过将神经网络与概率建模结合,进行分层产液数据分布特征挖掘,结合主控因素分析,混合学习算法可以实现小层产液量的准确预测,可以依据较少的数据获得更为稳健的模型。为验证所提方法的有效性,将其应用于实际油田某区块进行产液剖面预测。结果表明:相比KH劈分方法在计算中劈分系数固定,不会随着生产过程波动,所提出的方法可从历史数据中学习,预测精度达到87.9%,预测结果更加逼近真实单层产液量。

关键词：多层合采产液剖面预测贝叶斯神经网络极限梯度提升算法小样本

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2021年11月7—9日辽宁省极端雨雪天气分析

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气象与环境学报 2024年第2期40卷 1-8页

作者：高清源金巍高清泉徐庆喆田璐刘冬霞韩国敬鞍山市气象局辽宁鞍山114000 辽宁省气象台辽宁沈阳110166 中国科学院空间天气学国家重点实验室北京100190 廊坊市气象局河北廊坊065000 中国科学院大气物理研究所中层大气与全球环境重点实验室北京100029

选用常规气象观测资料、人工加密观测资料和NCEP/NCAR格点资料,对2021年11月7—9日辽宁省极端雨雪天气进行诊断分析。结果表明:东北冷涡和地面气旋为此次极端雨雪天气的主要影响系统,对流层中低层辐合、高层辐散以及强的冷暖气流交汇,... 详细信息

选用常规气象观测资料、人工加密观测资料和NCEP/NCAR格点资料,对2021年11月7—9日辽宁省极端雨雪天气进行诊断分析。结果表明:东北冷涡和地面气旋为此次极端雨雪天气的主要影响系统,对流层中低层辐合、高层辐散以及强的冷暖气流交汇,是产生极端雨雪天气的主要原因;高低空急流耦合和高空辐散抽吸作用,配合东北冷涡动力抬升作用,暖湿低空急流沿冷垫爬升,进一步加强了上升运动。暖湿急流为此次极端雨雪天气提供了充沛的水汽条件,暖湿急流的增强对应水汽辐合作用增强,配合低层冷垫和东北冷涡的动力抬升作用,对降雪有明显增幅作用;地面辐合线沿地形分布,触发了此次极端强降雪天气。地形阻挡导致地面冷空气堆积形成冷垫,是极端降雪天气发生的重要原因。温度层结差异是鞍山、岫岩雨雪相态差异的主要原因。具有冻结层特征的低层冷垫,为鞍山极端暴雪提供了有利的温度层结条件;融化层厚度和地面温度是岫岩出现冻雨的关键因素。

关键词：东北冷涡暖湿急流冷垫温度层结

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加强化工企业生产过程中生态环境保护意识的意义与途径

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黑龙江环境通报 2024年第6期37卷 111-113页

作者：熊龙君田铭王春浙江国镜药业有限公司浙江丽水323700

伴随着可持续发展理念的不断深入,我国将环境保护纳入了基本国策中,因此社会各界越来越关注化工企业生产过程中的环境保护成效。本文首先探讨了加强化工企业生产过程中的生态环境保护的意义,总结了当前我国化工企业生产过程关于环境保... 详细信息

伴随着可持续发展理念的不断深入,我国将环境保护纳入了基本国策中,因此社会各界越来越关注化工企业生产过程中的环境保护成效。本文首先探讨了加强化工企业生产过程中的生态环境保护的意义,总结了当前我国化工企业生产过程关于环境保护方面存在的主要问题,最后就其如何做好环境保护提出了几点自己的看法,希望能够为化工企业实现绿色发展提供一定的借鉴。

关键词：化工企业生产过程生态环境保护途径

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高速铁路大跨度混凝土拱桥变形监测与分析

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土木与环境工程学报（中英文） 2022年第3期44卷 79-85页

作者：颜永逸杨国静宋晓东翁顺田炜中铁二院工程集团有限责任公司成都610031 华中科技大学土木与水利工程学院武汉430074 香港理工大学土木及环境工程学系香港999077

高速铁路设计时速快,变形控制要求高。由于结构的受力特点和混凝土材料的特性,混凝土拱桥在运营过程中会出现下挠变形,直接影响轨道线形和行车安全。为保障沪昆客运专线北盘江大桥的行车安全性和舒适性,通过对其建立自动化变形观测系统... 详细信息

高速铁路设计时速快,变形控制要求高。由于结构的受力特点和混凝土材料的特性,混凝土拱桥在运营过程中会出现下挠变形,直接影响轨道线形和行车安全。为保障沪昆客运专线北盘江大桥的行车安全性和舒适性,通过对其建立自动化变形观测系统,分析其变形和温度数据的变化规律,结合拟合分析方法,确定温度和变形的影响系数,研究实测数据中徐变和温度效应的提取方法。结果表明:与同期人工观测数据相比,本系统的观测精度和有效性满足要求;桥面线形受温度变化影响较敏感,在低温时,不均匀沉降差值大,桥面线形相对不平顺,随着温度升高,沉降差值减小,桥面线形逐渐趋于平顺;通过建立的拟合计算徐变分析方法得到其相对徐变变形,与规范理论值相差约6%,满足工程要求。

关键词：高速铁路大跨度拱桥混凝土拱桥变形监测徐变

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柠条遗传资源挖掘与分子改良研究进展

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内蒙古农业大学学报（自然科学版） 2022年第5期43卷 114-122页

作者：田菊王瑞刚李国婧内蒙古农业大学植物逆境生理与分子生物学自治区重点实验室/内蒙古农业大学生命科学学院呼和浩特010011

植物遗传资源是人类和动物赖以生存和发展的重要物质基础和战略资源。柠条是生产上对柠条锦鸡儿、中间锦鸡儿和小叶锦鸡儿的统称,其抗逆性能强、适宜栽培范围广,具有生态保护、饲用、药用、食用、薪柴、加工等方面的经济价值。充分挖掘... 详细信息

植物遗传资源是人类和动物赖以生存和发展的重要物质基础和战略资源。柠条是生产上对柠条锦鸡儿、中间锦鸡儿和小叶锦鸡儿的统称,其抗逆性能强、适宜栽培范围广,具有生态保护、饲用、药用、食用、薪柴、加工等方面的经济价值。充分挖掘和利用柠条优良遗传资源是培育具有目标性状品种的有效途径。本文主要阐述了柠条遗传资源保护和品种选育现状,基因组学、转录组学、蛋白质组学和代谢组学等组学技术在柠条基因资源挖掘及分子改良中的应用,以及遗传转化技术构建及新种质的生态利用等方面的研究进展。基于组学数据和多组学大数据整合进行遗传资源深度解析,开展功能基因挖掘、建立分子育种途径、创制植物新品种并实现产业化,是未来柠条遗传资源储备和育种工作的重点研究方向。柠条优良新种质的创制将带动寒旱荒漠区柠条种植业和产业发展,服务生态环境修复和粗饲料产业,对相关区域的社会发展和经济建设有着重大的意义。

关键词：锦鸡儿遗传资源分子改良组学遗传转化

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政府支出乘数

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经济研究 2014年第9期49卷 4-19页

作者：王国静田国强华安证券研究所上海财经大学经济学院 200433 美国德州A&M大学经济系

本文考察了动态随机一般均衡(DSGE)框架下估计政府支出乘数时所不能忽视的三个重要特征。这三个特征分别为:政府消费和私人消费之间的埃奇沃斯互补性、政府投资的外部性和财政政策规则的内生性。本文首先利用一个简单的理论模型说明政... 详细信息

本文考察了动态随机一般均衡(DSGE)框架下估计政府支出乘数时所不能忽视的三个重要特征。这三个特征分别为:政府消费和私人消费之间的埃奇沃斯互补性、政府投资的外部性和财政政策规则的内生性。本文首先利用一个简单的理论模型说明政府消费乘数和政府投资乘数的不同,并指出忽略财政政策规则中的内生性会对支出乘数的估计造成严重的偏误。然后在简单模型的基础上构建一个引入以上三个特征的大型DSGE模型,并利用贝叶斯方法对模型的结构参数进行估计。对不同设定的模型进行比较发现,包含以上三种特征的模型能最好地拟合中国经济。估计得到的长期政府消费乘数和政府投资乘数分别为0.7904和6.1130。脉冲反应分析表明政府消费冲击和政府投资冲击对经济的影响有着很大的不同。

关键词：政府支出乘数政府消费政府支出 DSGE建模

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基于SOM神经网络的区域复合生态系统健康评估

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统计与决策 2017年第11期33卷 85-89页

作者：樊国敬田秀华赣南师范大学历史文化与旅游学院江西赣州341000 安徽财经大学商学院安徽蚌埠233041

文章基于SOM神经网络,分析与评估了我国四大经济区域复合生态系统健康等级。空气质量、住房消费和节能降耗对复合生态系统健康评估影响力最大;中国区域复合生态系统主要处在健康和亚健康状态,江苏复合生态系统健康值排名第一,处于健康状... 详细信息

文章基于SOM神经网络,分析与评估了我国四大经济区域复合生态系统健康等级。空气质量、住房消费和节能降耗对复合生态系统健康评估影响力最大;中国区域复合生态系统主要处在健康和亚健康状态,江苏复合生态系统健康值排名第一,处于健康状态;天津经济子系统和海南自然子系统排名第一,健康值都超过0.8,处在很健康的状态;北京社会子系统健康指数排名第一;东部地区生态系统健康总指数最高,社会、经济和自然健康指数排名都是第一,也都超过0.6,处在健康等级。

关键词： SOM神经网络区域复合生态系统健康评估

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骨髓脂肪对骨代谢的调控及其在骨质疏松中的病理作用

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中华内分泌代谢杂志 2017年第7期33卷 608-611页

作者：罗国晶田丽余希杰四川大学华西医院内分泌科、内分泌与代谢病研究室成都610041

近来,越来越多的研究关注骨髓脂肪组织与骨质疏松的关系.从传统的细胞学层面看,骨质疏松主要由成骨细胞与破骨细胞之间的功能失衡引起.事实上,占机体骨髓细胞（主要是黄骨髓）很大比例的骨髓脂肪细胞也是骨代谢平衡的重要参与者,随年龄... 详细信息

近来,越来越多的研究关注骨髓脂肪组织与骨质疏松的关系.从传统的细胞学层面看,骨质疏松主要由成骨细胞与破骨细胞之间的功能失衡引起.事实上,占机体骨髓细胞（主要是黄骨髓）很大比例的骨髓脂肪细胞也是骨代谢平衡的重要参与者,随年龄增大,其比例逐渐增加.骨髓脂肪细胞与成骨细胞均分化自骨髓间充质干细胞,一般认为,两者之间存在此消彼长的关系.研究骨髓脂肪细胞与骨细胞间的关系有助于探寻骨质疏松的发病机制和启发骨质疏松诊断治疗的新思路.本文就骨髓脂肪与骨质疏松关系的最新进展予以综述.

关键词：骨髓脂肪组织骨质疏松

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