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  • 基于二叉树结构的高效量子块编码协议:优化编译时间与资源权衡

    量子计算被誉为下一代计算范式的革命性技术,其核心优势在于能够高效解决经典计算机难以应对的复杂问题,如大数分解、量子化学模拟和优化问题等。然而,将经典数据高效转化为量子计算机可处理的形式——即量子态制备和块编码——是实现量子优势的关键瓶颈。当前量子算法如量子信号处理(QSP)和量子奇异值变换(QSVT)均假设块编码子程序已预先编译至量子电路中,但现有编译方法存在编译时间长、电路规模大、子归一化因子高以及对噪声敏感等问题,严重制约了量子计算的实际应用。为解决上述挑战,发表在《IEEE Transactions on Quantum Engineering》上的这项研究提出了一种名为二叉树块编码(B

    来源:IEEE Transactions on Quantum Engineering

    时间:2025-12-02

  • 物联网GDPR合规新范式:基于玻璃盒安全守护系统的透明化数据保护方案

    在数字化浪潮席卷全球的今天,物联网设备已深入人们生活的各个角落,从智能家居到可穿戴设备,从工业传感器到智慧城市基础设施。然而,这种便利性背后隐藏着严峻的隐私保护挑战。欧盟推出的《通用数据保护条例》旨在为数据主体提供全面的数据控制权,要求数据控制者和处理者必须确保个人数据的合法处理。但现实情况是,主流物联网框架大多采用企业集中控制的封闭盒系统,使得监管机构难以验证其合规性,数据主体对自己的数据流向和使用情况知之甚少。现有基于区块链的解决方案虽然在一定程度上提升了透明度,但这些方案主要关注交易层面的活动记录,忽视了企业可能通过控制用户设备来绕过区块链监管的风险。设备可能存在的后门、未经授权的数据修

    来源:IEEE Transactions on Privacy

    时间:2025-12-02

  • 基于LSTM深度学习的FSO/RF中继系统过时信道开销最小化研究

    在当今无线通信技术飞速发展的时代,自由空间光通信(FSO)与射频(RF)技术的融合被视为未来通信的重要发展方向。然而,这种混合FSO/RF中继系统在实际应用中面临着一个棘手的问题——过时信道状态信息(CSI)。由于大气湍流、设备处理延迟等因素,中继节点获取的信道信息往往与实时信道状态存在差异,这种"过时"的信道信息会导致系统性能显著下降。传统的信道估计方法如最小二乘(LS)和最小均方误差(MMSE)在处理这种非线性、具有时间相关性的信道特性时显得力不从心。正如研究人员在论文中指出的,无线信道的衰落特性具有高度非线性,通常采用统计模型进行建模。散射、反射和衍射等效应会导致信号在传播过程中产生幅度

    来源:IEEE Photonics Journal

    时间:2025-12-02

  • 海洋湍流下调制后向反射器水下无线光通信链路性能评估:基于指数威布尔分布的统一建模与系统优化

    在深邃的海洋世界中,实现高效可靠的信息传输始终是海洋勘探、环境监测和水下传感等领域面临的关键挑战。与传统无线电频率通信相比,水下无线光通信(UWOC)凭借其高数据传输速率、宽带宽、低延迟和强安全性等优势,正成为解决这一挑战的有力手段。然而,传统UWOC系统需要在通信两端配备复杂的指向、捕获和跟踪(ATP)系统来克服指向误差,这无疑增加了系统的体积、重量和功耗(SWaP),限制了其在小型化、电池供电的水下无人航行器(UUV)和传感器等空间受限平台上的应用。调制后向反射器(MRR)技术为这一困境提供了低功耗解决方案。在这种非对称系统中,一端是配备ATP系统的询问器,负责精确发射激光束;另一端则是结

    来源:IEEE Photonics Journal

    时间:2025-12-02

  • 基于选择性状态空间模型的铜浮选过程矿浆液位控制建模

    在工业智能化转型浪潮中,矿业作为基础产业面临着提升生产效率和稳定性的迫切需求。浮选作为有色金属选矿的核心工艺,其生产过程具有典型的非线性、部分可观测和长时延特性。矿浆液位作为浮选槽的关键控制参数,直接影响泡沫层厚度、溢流速率和精矿品位等指标。传统PID控制器在稳定工况下虽能维持液位波动,但当矿石性质变化或上游工艺波动时,仍会导致液位剧烈震荡甚至溢槽事故。更棘手的是,工程师基于经验预设的设定点组合是否与当前矿石特性匹配,其长期控制效果难以预先评估,这成为浮选过程优化决策的瓶颈。为解决这一难题,研究人员在《MetaResource》发表论文,开创性地将前沿的选择性状态空间模型(Selective

    来源:MetaResource

    时间:2025-12-02

  • 基于LADRC的下垂控制构网型变流器无功电压支撑策略研究

    随着“双碳”目标的推进,中国正加速构建高比例可再生能源的新型电力系统。然而,风电、光伏等新能源的大规模接入,以及源-网-荷核心设备的“电力电子化”转型,使电力系统呈现出“高比例新能源、高比例电力电子设备”的双高特征。与传统同步发电机不同,电力电子变流器缺乏惯性支撑,导致系统整体惯性下降,抗干扰能力减弱,频率和电压波动加剧,电网稳定运行面临严峻挑战。在可再生能源占主导的电力系统中,变流器的低电压穿越(LVRT)能力至关重要。传统跟网型(GFL)变流器采用锁相环(PLL)控制,在电网故障时多采取被动保护策略,难以主动提供电压支撑,易引发暂态电压失稳及连锁脱网风险。尤其弱电网条件下,PLL动态失稳可

    来源:iEnergy

    时间:2025-12-02

  • 网络化控制系统与数据驱动控制:从理论极限到工业应用的跨学科探索

    当我们在生活中享受智能物流、无人驾驶等便利时,很少会想到这些技术背后隐藏着控制科学领域的核心挑战:如何让分布在各处的智能体既能自主决策又能协同优化?传统分布式共识算法虽然能协调智能体状态,却往往忽略了系统整体性能的最优性。而在工业现场,精确的数学模型往往难以获取,使得基于模型的控制方法面临瓶颈。这些矛盾正是Keyou You教授在清华大学实验室致力攻克的关键科学问题。发表于《IEEE Control Systems》的这篇研究论文,系统展示了他带领团队在网络化控制系统(NCSs)与数据驱动控制两大方向的突破性进展。研究不仅揭示了通信约束对控制系统性能的数学本质,更将理论成果转化为可落地应用的工

    来源:IEEE Control Systems

    时间:2025-12-02

  • 基于高精度数值模拟的CO2管道输送中两相流瞬态特性与热力学耦合研究

    随着全球碳减排需求的日益紧迫,碳捕集与封存(CCS)技术成为实现碳中和目标的关键路径。其中,超临界二氧化碳(CO2)的管道输送是连接捕获源与封存地的重要环节,但运行过程中阀门快速启闭、地势起伏等工况易引发复杂的两相流瞬态现象。这类现象可能导致压力震荡、相态转变甚至管道破裂,对系统安全构成严重威胁。然而,现有研究多集中于稳态工况,对瞬变过程中流体热力学行为与管道结构耦合机制的认识仍存在空白。为深入解析这一科学问题,研究团队在《International Journal of Greenhouse Gas Control》发表论文,通过构建一维可压缩均质平衡模型(Homogeneous Equil

    来源:International Journal of Greenhouse Gas Control

    时间:2025-12-02

  • 热物理效应对马格努斯型组合式风力涡轮叶片气动效率的影响研究

    随着全球能源消费的持续增长和向可再生能源转型的迫切需求,风能作为一种清洁能源正发挥着越来越重要的作用。国际能源署预测,到2030年全球可再生能源装机容量将增长5500吉瓦,几乎相当于当前中国、欧盟、印度和美国的总装机容量之和。在这一背景下,提高风力发电设备的效率成为研究的重点。然而,风力发电的发展面临着一个关键挑战——不同气候条件下空气流特性的变化会显著影响涡轮机的性能。特别是在季节更替和昼夜温差明显的地区,温度、密度和湿度等热物理参数的波动会导致压力 fluctuations 和效率下降,这些问题在组合叶片的结构元件上表现得尤为突出。以往的研究多集中于在恒定温度条件下优化叶片的气动外形或调整

    来源:Progress of Theoretical and Experimental Physics

    时间:2025-12-02

  • 促销架构的公平性模型:限制性价格促销中阈值与上限框架的心理机制研究

    在当今数字化消费时代,各大电商平台和外卖服务商纷纷推出形式多样的价格促销活动。仔细观察会发现,除了传统的"立减5元"或"5折优惠"等无限制促销外,市场上涌现出两种新型的限制性促销方式:一种是阈值促销(如"订单满10元减5元"),另一种是上限促销(如"5折优惠,最高减5元")。有趣的是,尽管这两种促销在消费者达到一定消费金额后提供的最大经济利益完全相同,但它们在市场上的应用效果却存在显著差异。数据显示,在DoorDash等主流外卖平台上,55%的商家使用上限促销,24%使用阈值促销,这引发了一个重要问题:在提供相同最大优惠的情况下,企业究竟应该选择哪种促销架构?更令人困惑的是,不同商家设置的促销

    来源:Journal of Consumer Research

    时间:2025-12-02

  • 基于修正Maxwell-Stefan模型的空气隙膜蒸馏CFD模拟与实验验证:面向高效太阳能海水淡化的系统性能优化研究

    随着全球淡水资源的日益紧张,海水淡化技术成为解决水资源短缺问题的重要途径。在众多淡化技术中,膜蒸馏(MD)因其能够利用低品位热源(如工业废热、太阳能)处理高盐度水而受到广泛关注。其中,空气隙膜蒸馏(AGMD)作为一种常见的MD配置,通过在被疏水微孔膜分隔的热进料液和冷冷却液之间设置一个空气隙,使水蒸气在膜表面蒸发,穿过膜孔,在空气隙中扩散,最终在冷的冷凝板上冷凝成淡水。AGMD具有理论盐截留率高、热效率相对较优等潜在优势。然而,AGMD过程涉及跨越多相、多组分界面的复杂耦合传输现象,包括膜两侧的流动与传热、膜孔及气隙内的多组分气体扩散与对流、以及冷凝侧的液膜形成与流动。准确预测和优化AGMD系

    来源:Desalination

    时间:2025-12-02

  • DMPC磷脂双分子层在H2O与D2O环境中温度与压力诱导相变的FTIR研究:分子间相互作用的微观洞察

    生物膜作为生命体系的基本结构单元,其动态行为始终是生物物理研究的前沿课题。磷脂双分子层作为生物膜的简化模型,对外界环境变化异常敏感,温度或压力的微小扰动都可能引发其相态转变。虽然温度诱导的相变机制已被广泛研究,但高压环境下——尤其是深海生物生存的极端条件——磷脂膜如何通过分子间相互作用的调整维持稳定性,仍是未被深入探索的领域。更值得关注的是,重水(D2O)作为特殊溶剂,通过增强氢键作用可能显著改变膜的性质,这为理解生命体系在同位素替代环境中的适应性提供了独特视角。发表于《Bulletin of the Chemical Society of Japan》的最新研究,通过傅里叶变换红外光谱(FT

    来源:Bulletin of the Chemical Society of Japan

    时间:2025-12-02

  • 带球状孔洞区域上高阶Steklov-Dirichlet特征值的尖锐估计及其在空间形式中的推广

    在数学物理和几何分析中,理解微分算子的特征值如何依赖于区域的几何形状是一个经典而重要的问题。其中,Steklov-Dirichlet问题作为一类混合边值问题,在描述弹性膜振动、热传导等物理过程中有着广泛应用。该问题要求在区域内部满足拉普拉斯方程,在孔洞边界上施加齐次Dirichlet条件,而在外边界上则满足Steklov条件(即法向导数与函数值成正比)。特别地,当区域包含一个球状孔洞时,特征值的分布情况引起了众多学者的兴趣。此前的研究多集中于第一特征值的估计,而对高阶特征值的系统分析,尤其是在非欧几里得空间和具有对称性的复杂区域上的研究,仍存在明显空白。为了解决这一问题,Sagar Basak

    来源:Canadian Mathematical Bulletin

    时间:2025-12-02

  • 语料库与人工智能融合:在线英语口语训练新范式的构建与评估

    在全球化浪潮中,英语口语能力已成为跨文化交流的核心技能之一。然而,对于许多将英语作为外语(EFL)学习的学生,尤其是在克拉(Kachru)三圈模型中的扩展圈(如中国、韩国等英语非官方或通用语地区)的学习者而言,口语往往被视为最具挑战性的语言技能。传统的口语教学方法,如配音、规则学习和演示练习等,多依赖于面对面的课堂环境。后疫情时代,技术介导的口语教学已成为主流,但许多数字平台(如视频会议工具)仍存在反馈机会有限、缺乏个性化指导等问题。尽管人工智能(AI)工具在提供个性化反馈方面展现出巨大潜力,但先前的研究多依赖于学习者的自我报告,缺乏对实际语音产出的实证分析,且AI生成的反馈有时可能存在不准确

    来源:ReCALL

    时间:2025-12-02

  • 极集上满足非线性不等式的上调和函数的加权非切向极限

    在数学物理的广阔天地中,理解偏微分方程解的性态始终是一个核心课题。特别是,当方程的解在某个特定集合附近表现出奇异行为时,探究其精确的渐近性质就变得尤为重要。以经典的Lane-Emden方程-Δu = up为例,它在天体物理等领域有重要应用,其正解在孤立奇点附近的行为已被Lions、Taliaferro等数学家深入研究。然而,现实世界中的问题往往更为复杂,奇异点可能不是孤立的,而是形成一个低维的“奇异集”,比如一条曲线甚至一个分形集合。当奇点“连成一片”时,解在靠近这片奇异区域时会有怎样的表现?传统的分析方法是否依然有效?这些问题构成了当前研究面临的主要挑战。为了解决非孤立奇点带来的难题,发表在

    来源:Analysis and Mathematical Physics

    时间:2025-12-02

  • 高光谱图像异常目标检测算法研究进展与未来挑战

    高光谱图像异常目标检测算法研究综述高光谱图像(HSI)数据在遥感图像中扮演着重要角色,它结合了成像技术和光谱技术,形成了能够同时捕获地物空间位置信息和精细光谱特征的三维图像-光谱融合图像。HSI数据包含数十至数百个连续的、高分辨率的窄波段图像数据,记录了地物的电磁波信号或能量。基于此,可以构建数学模型来描述地物特征。因此,HSI在国土资源调查、地质灾害评估、城市规划和救灾等领域具有广泛应用。异常目标检测(ATD)是指在不需任何目标光谱先验信息的情况下,通过算法识别出与背景信息特征迥异的像素并将其归类为异常目标的过程。由于异常检测是在没有明确先验知识的情况下进行的,其检测过程是无监督的。与HSI

    来源:Geocarto International

    时间:2025-12-02

  • 层间热循环对电弧增材制造碳钢微观结构演变的影响研究

    在制造业迈向智能化、绿色化的今天,增材制造技术正以前所未有的速度改变着传统生产模式。其中,基于电弧的定向能量沉积(DED-Arc)技术,特别是电弧增材制造(WAAM),因其成本低、效率高、可成型大尺寸构件等优势,在大型金属结构件制造领域展现出巨大潜力。然而,与激光粉末床融合(PBF-LB)等精密增材制造技术相比,WAAM技术的一个核心挑战在于其逐层沉积过程中复杂的层间热循环会导致材料微观结构和力学性能沿构建高度方向出现显著不均匀性。这种不均匀性严重制约了WAAM技术在关键承重结构件中的应用,因为工程师们难以预测和保证构件整体性能的一致性。传统的解决方案通常将构件简单划分为底部、中部和顶部三个区

    来源:Welding in the World

    时间:2025-12-02

  • 尺骨远端骨巨细胞瘤整块切除联合软组织稳定术:一种保留腕关节功能的功能性手术方案

    在骨肿瘤外科领域,尺骨远端骨巨细胞瘤(Giant-Cell Tumour of bone, GCT)堪称一个特殊的治疗挑战。虽然GCT通常被归类为良性肿瘤,但其局部侵袭性生长特性使得治疗策略的制定尤为复杂。更棘手的是,这个仅占所有GCT病例0.5%-2.9%的罕见病变,由于解剖位置的特殊性——紧邻腕关节和三角纤维软骨复合体(TFCC),使得手术既需要保证肿瘤的完整切除,又必须尽可能保留腕关节的关键功能。目前临床上面临的核心困境在于:选择刮除术虽然能保留更多解剖结构,但复发率高达17%;而广泛切除术虽能有效控制复发,却可能以牺牲腕关节功能为代价。尤其令人困扰的是,与拥有成熟重建方案的桡骨远端GC

    来源:Discover Medicine

    时间:2025-12-02

  • 原位X射线成像揭示水系锌金属电池的真实失效机制:阳极副反应被高估

    随着全球对可持续能源存储需求的日益增长,水系锌金属电池(Aqueous Zinc Metal Batteries, AZMBs)因其高理论容量(820 mAh g-1)、成本效益和本征安全性成为最具潜力的电化学储能体系之一。然而,其产业化进程始终受限于循环寿命短的核心痛点。传统观点将这一问题主要归因于锌负极的枝晶生长和析氢副反应——前者可能引发短路,后者则导致电池膨胀和电极分离。但令人困惑的是,基于光学显微镜、原子力显微镜等常规表征手段的研究结论,与实际电池的表现往往存在显著差异。为了揭开这一谜团,由Yuhang Dai、Hongzhen He和Mengzheng Ouyang作为共同第一作者

    来源:Nano-Micro Letters

    时间:2025-12-02

  • 综述:高密度单原子电催化剂的最新进展与未来展望

    合成方法:高温与低温路径的博弈高密度单原子催化剂的合成主要分为高温热解和低温合成两类方法。高温热解通过载体工程(如空心纳米笼、碳纳米管)、配体调控(如含氮配体)和空间限域(如MOF模板)策略,在高温下将金属原子稳定锚定在碳基载体上,金属负载量可达23 wt%以上。例如,通过真空蒸镀策略制备的FeSA-UNCNSs中铁负载量达4.22 wt%,其独特的FeN4O配位结构显著提升了氧还原反应活性。低温合成方法则通过(准)原位锚定、电化学还原和等离子体处理等技术,在温和条件下实现高密度金属位点的构筑。激光植入技术可在室温下实现Pt单原子在石墨烯量子点上的41.8 wt%超高负载量,展现出优异的制氢性

    来源:Electrochemical Energy Reviews

    时间:2025-12-02


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