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Quafu-RL:The cloud quantum computers based quantum reinforcement learning
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作者 靳羽欣 许宏泽 +29 位作者 王正安 庄伟峰 黄凯旋 时运豪 马卫国 李天铭 陈驰通 许凯 冯玉龙 刘培 陈墨 李尚书 杨智鹏 钱辰 马运恒 肖骁 钱鹏 顾炎武 柴绪丹 普亚南 张翼鹏 魏世杰 曾进峰 李行 龙桂鲁 金贻荣 于海峰 范桁 刘东 胡孟军 《Chinese Physics B》 SCIE EI CAS CSCD 2024年第5期29-34,共6页
With the rapid advancement of quantum computing,hybrid quantum–classical machine learning has shown numerous potential applications at the current stage,with expectations of being achievable in the noisy intermediate... With the rapid advancement of quantum computing,hybrid quantum–classical machine learning has shown numerous potential applications at the current stage,with expectations of being achievable in the noisy intermediate-scale quantum(NISQ)era.Quantum reinforcement learning,as an indispensable study,has recently demonstrated its ability to solve standard benchmark environments with formally provable theoretical advantages over classical counterparts.However,despite the progress of quantum processors and the emergence of quantum computing clouds,implementing quantum reinforcement learning algorithms utilizing parameterized quantum circuits(PQCs)on NISQ devices remains infrequent.In this work,we take the first step towards executing benchmark quantum reinforcement problems on real devices equipped with at most 136 qubits on the BAQIS Quafu quantum computing cloud.The experimental results demonstrate that the policy agents can successfully accomplish objectives under modified conditions in both the training and inference phases.Moreover,we design hardware-efficient PQC architectures in the quantum model using a multi-objective evolutionary algorithm and develop a learning algorithm that is adaptable to quantum devices.We hope that the Quafu-RL can be a guiding example to show how to realize machine learning tasks by taking advantage of quantum computers on the quantum cloud platform. 展开更多
关键词 quantum cloud platform quantum reinforcement learning evolutionary quantum architecture search
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Quafu-Qcover:Explore combinatorial optimization problems on cloud-based quantum computers
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作者 许宏泽 庄伟峰 +29 位作者 王正安 黄凯旋 时运豪 马卫国 李天铭 陈驰通 许凯 冯玉龙 刘培 陈墨 李尚书 杨智鹏 钱辰 靳羽欣 马运恒 肖骁 钱鹏 顾炎武 柴绪丹 普亚南 张翼鹏 魏世杰 增进峰 李行 龙桂鲁 金贻荣 于海峰 范桁 刘东 胡孟军 《Chinese Physics B》 SCIE EI CAS CSCD 2024年第5期104-115,共12页
We introduce Quafu-Qcover,an open-source cloud-based software package developed for solving combinatorial optimization problems using quantum simulators and hardware backends.Quafu-Qcover provides a standardized and c... We introduce Quafu-Qcover,an open-source cloud-based software package developed for solving combinatorial optimization problems using quantum simulators and hardware backends.Quafu-Qcover provides a standardized and comprehensive workflow that utilizes the quantum approximate optimization algorithm(QAOA).It facilitates the automatic conversion of the original problem into a quadratic unconstrained binary optimization(QUBO)model and its corresponding Ising model,which can be subsequently transformed into a weight graph.The core of Qcover relies on a graph decomposition-based classical algorithm,which efficiently derives the optimal parameters for the shallow QAOA circuit.Quafu-Qcover incorporates a dedicated compiler capable of translating QAOA circuits into physical quantum circuits that can be executed on Quafu cloud quantum computers.Compared to a general-purpose compiler,our compiler demonstrates the ability to generate shorter circuit depths,while also exhibiting superior speed performance.Additionally,the Qcover compiler has the capability to dynamically create a library of qubits coupling substructures in real-time,utilizing the most recent calibration data from the superconducting quantum devices.This ensures that computational tasks can be assigned to connected physical qubits with the highest fidelity.The Quafu-Qcover allows us to retrieve quantum computing sampling results using a task ID at any time,enabling asynchronous processing.Moreover,it incorporates modules for results preprocessing and visualization,facilitating an intuitive display of solutions for combinatorial optimization problems.We hope that Quafu-Qcover can serve as an instructive illustration for how to explore application problems on the Quafu cloud quantum computers. 展开更多
关键词 quantum cloud platform combinatorial optimization problems quantum software
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一种基于对称化热传导系统的量子算法
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作者 魏世杰 魏超 +6 位作者 吕鹏 邵长鹏 高攀 周增荣 李可仁 辛涛 龙桂鲁 《Science Bulletin》 SCIE EI CAS CSCD 2023年第5期494-502,M0004,共10页
由非平衡驱动的热传导通过物理接触传递内部的热能.描述热传导的数学方程是一个典型的偏微分方程.它广泛存在于各种工程问题中,例如粒子扩散、航天器设计和稀释制冷机运行.本文提出了一种显著优于经典算法的热传导量子算法,并在量子硬... 由非平衡驱动的热传导通过物理接触传递内部的热能.描述热传导的数学方程是一个典型的偏微分方程.它广泛存在于各种工程问题中,例如粒子扩散、航天器设计和稀释制冷机运行.本文提出了一种显著优于经典算法的热传导量子算法,并在量子硬件上演示了热传导过程.作者通过一个辅助量子比特构造的对称系统来表示原始热传导系统,使得量子线路的复杂度减少到离散格点数量的对数多项式量级.与现有的基于Harrow-Hassidim-Lloyd的线性方程算法相比,本文的方法直接演化线性过程,不进行相位估计,避免相位估计涉及复杂的量子门操作和较大的输出误差,便于在目前的量子硬件实现,显示了该算法是实验友好特性.并且,作者在核自旋量子处理器上实现了两端恒温和绝热条件的一维热传导过程,温度的时空分布与理论预言很好的吻合.该算法可以自然地应用于可归约为热方程的物理过程. 展开更多
关键词 量子算法 相位估计 偏微分方程 对称系统 物理过程 线性过程 热传导 绝热条件
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疤痕子宫患者再次剖宫产术后产褥感染的危险因素与病原学和耐药性分析 被引量:64
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作者 蒋凤芳 李怡澄 +2 位作者 赵赛婉 施洁 朱伟央 《中华医院感染学杂志》 CAS CSCD 北大核心 2017年第7期1608-1611,共4页
目的探讨疤痕子宫患者再次剖宫产术后产褥感染的危险因素、病原学和耐药性,为临床治疗提供参考依据。方法自2015年1月-2016年6月前瞻性收集医院收治的疤痕子宫再次行剖宫产术的孕产妇382例,分析疤痕子宫患者再次剖宫产术后产褥感染的发... 目的探讨疤痕子宫患者再次剖宫产术后产褥感染的危险因素、病原学和耐药性,为临床治疗提供参考依据。方法自2015年1月-2016年6月前瞻性收集医院收治的疤痕子宫再次行剖宫产术的孕产妇382例,分析疤痕子宫患者再次剖宫产术后产褥感染的发生率、危险因素、病原学和耐药性。结果 382例孕产妇,共31例发生产褥感染,感染率为8.12%;多因素回归分析显示,凶险型前置胎盘、凶险型前置胎盘合并胎盘植入、产后出血和孕产妇阴道炎是疤痕子宫患者再次剖宫产术后产褥感染的独立危险因素(P<0.05);共培养出26株病原菌,以革兰阴性菌为主,占65.38%,革兰阴性菌耐药率最高的是头孢他啶,为41.18%。结论疤痕子宫患者再次剖宫产术后产褥感染率较高,凶险型前置胎盘、凶险型前置胎盘合并胎盘植入、产后出血和孕产妇阴道炎是高危因素,革兰阴性菌较为常见,对青霉素和头孢他啶耐药率较高。 展开更多
关键词 疤痕子宫 剖宫产 产褥感染 危险因素 病原学 耐药性
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番茄HSP20基因家族的全基因组鉴定、系统进化及表达分析 被引量:9
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作者 张宁 姜晶 史洁玮 《沈阳农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第2期137-144,共8页
热激蛋白是从细菌到高等真核生物中普遍存在的一种在受到环境胁迫的响应后迅速合成的蛋白。因为小分子热激蛋白的分子量普遍在20k Da左右,故称为HSP20。借助番茄基因组数据库,利用生物信息学方法对HSP20基因家族进行鉴定及分析,结果表明... 热激蛋白是从细菌到高等真核生物中普遍存在的一种在受到环境胁迫的响应后迅速合成的蛋白。因为小分子热激蛋白的分子量普遍在20k Da左右,故称为HSP20。借助番茄基因组数据库,利用生物信息学方法对HSP20基因家族进行鉴定及分析,结果表明,番茄中至少含有43个HSP20基因,不均匀的分布在番茄的12条染色体上。通过对茄科植物番茄、辣椒、马铃薯HSP20进行系统进化分析发现,三者存在同源关系。对HSP20基因启动子序列分析发现多个响应植物糖代谢和逆境胁迫的顺式作用元件,包括SURE、W-box等。基于RNA-Seq数据库中2种测序番茄(Heinz1706和pimpinellifolium)的表达分析发现,大多数家族成员在果实发育时期表达量高,在其他组织中的表达量相对较低。这些研究结果为鉴定番茄HSP20基因的进化及其功能奠定了基础。 展开更多
关键词 番茄 HSP20 生物信息学 系统发育 表达分析
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耐辐射短梗霉黑色素的发酵条件优化及稳定性研究 被引量:4
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作者 朱静 房世杰 +5 位作者 王玮 唐琦勇 张志东 张丽娟 顾美英 宋素琴 《新疆农业科学》 CAS CSCD 北大核心 2016年第9期1692-1699,共8页
【目的】利用响应面法对出芽短梗霉菌株MF1发酵水溶性黑色素工艺条件进行优化,开展稳定性研究。【方法】利用Design-expert 7.5设计软件,以黑色素产量为指标,采用Plackett-Burman法筛选出三个重要因素,使用Box-Benhnken中心组合设计并... 【目的】利用响应面法对出芽短梗霉菌株MF1发酵水溶性黑色素工艺条件进行优化,开展稳定性研究。【方法】利用Design-expert 7.5设计软件,以黑色素产量为指标,采用Plackett-Burman法筛选出三个重要因素,使用Box-Benhnken中心组合设计并进行条件优化。【结果】响应面优化及各因素交互作用分析确定最佳发酵条件为:装添量为100 m L,葡萄糖为10.3 g/L,酵母浸粉为2.02 g/L时,黑色素最高产量达到0.53g/L。所得黑色素具有良好的水溶性,较高的酸碱、热稳定性,不易被氧化还原,金属离子对色素稳定性影响不显著。【结论】葡萄糖、酵母浸粉和装填量为影响黑色素产量的三个主要因素,为天然水溶性黑色素的中试放大、大规模生产及应用奠定了基础。 展开更多
关键词 黑色素 出芽短梗霉 响应面 发酵
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无航速三体浮驳水动力特性频域分析 被引量:2
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作者 苗玉基 陈徐均 +1 位作者 施杰 于伟 《船舶工程》 北大核心 2016年第10期52-57,62,共7页
为了研究不同工作条件下无航速三体浮驳的水动力特性的变化规律,根据势流理论和波浪的辐射/衍射理论对无航速三体浮驳的水动力特性进行了分析。以某三体浮驳为例,应用水动力计算软件AQWA对其在不同工况下进行了水动力计算,分别求得了该... 为了研究不同工作条件下无航速三体浮驳的水动力特性的变化规律,根据势流理论和波浪的辐射/衍射理论对无航速三体浮驳的水动力特性进行了分析。以某三体浮驳为例,应用水动力计算软件AQWA对其在不同工况下进行了水动力计算,分别求得了该三体浮驳在不同水深、不同吃水深度时的附加质量、附加阻尼,不同波向下的波浪激励力和幅值响应算子随波频的变化曲线,并对其进行了对比分析。结果表明,水深对三体浮驳附加质量、附加阻尼、波浪激励力和幅值响应算子均有较大的影响,特别是在低波频时影响较为显著,水深大于20倍吃水深度后三体浮驳的水动力系数可按照无限水深作近似计算。吃水深度对三体浮驳纵荡和横荡幅值响应算子几乎无影响,对垂荡和纵摇幅值响应算子的影响较小,对横摇和艏摇幅值响应算子的影响较大。 展开更多
关键词 三体浮驳 水动力特性 水深 吃水深度
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新型抗原递送载体:细胞溶素A融合目的蛋白整合的重组外膜囊泡的构建与鉴定 被引量:1
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作者 王世杰 黄惟巍 +12 位作者 舒聪妍 黎奎 夏烨 李扬 李慧 孙鹏艳 杨旭 白红妹 孙文佳 刘存宝 褚晓杰 冯雪军 马雁冰 《中国生物化学与分子生物学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第11期1272-1278,共7页
细菌外膜囊泡(OMVs)是革兰氏阴性菌以出芽方式分泌的一种蛋白脂质体,可通过基因工程改造成为外源大分子抗原蛋白的载体。成孔蛋白细胞溶素A(Cly A)可作为引导序列将C-端融合的外源蛋白质定位在菌体及其所分泌的OMVs外膜上。利用Cly A融... 细菌外膜囊泡(OMVs)是革兰氏阴性菌以出芽方式分泌的一种蛋白脂质体,可通过基因工程改造成为外源大分子抗原蛋白的载体。成孔蛋白细胞溶素A(Cly A)可作为引导序列将C-端融合的外源蛋白质定位在菌体及其所分泌的OMVs外膜上。利用Cly A融合蛋白重组的OMVs可介导抗原呈递,制备疫苗。为验证这一假说,本研究拟以增强型绿色荧光蛋白(EGFP)为目的蛋白,采用重组技术,构建Cly A-EGFP融合蛋白表达载体,转化E.coli DH5α,获得Cly A-EGFP融合蛋白整合的重组细菌OMVs,探索Cly A/EGFP融合蛋白整合的OMVs作为一种制备新型疫苗载体的可行性。重组OMVs分别经蛋白酶K和/或EDTA处理后,蛋白质印迹分析显示,Cly A-EGFP融合蛋白有效地整合在重组的OMVs中,且EGFP呈现于表面。重组OMVs与小鼠巨噬细胞Raw264.7共同孵育后,以EGFP作为标记,荧光显微镜观察显示,OMVs可被巨噬细胞吞噬、摄取。进而,荧光显微镜及流式细胞术分析证明,重组的OMVs可被骨髓来源的树突状细胞(BMDCs)有效摄取,并促进BMDCs表达CD86和CD80,说明重组的OMVs可激活树突状细胞,促进其成熟。本研究结果提示,利用Cly A融合特异目的蛋白整合的重组OMVs,可作为外源蛋白质的载体,介导抗原呈递作用,在设计与制备疫苗中具有潜在的应用价值。 展开更多
关键词 外膜囊泡 疫苗 增强绿色荧光蛋白 抗原递呈细胞
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鲑传染性贫血病毒TaqMan实时荧光定量RT-PCR检测方法的建立及应用
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作者 肖璐 杨苗 +9 位作者 林华 陈世界 安微 王印 刘荭 严玉宝 胡娟 王军 邬旭龙 李丹丹 《中国兽医科学》 CAS CSCD 北大核心 2017年第7期915-919,共5页
为建立快速、定量的鲑传染性贫血病毒(ISAV)检测方法,基于ISAV片段7 ORF1编码的结构蛋白(NS)保守基因序列,设计特异性引物和TaqMan探针,通过反应条件优化,建立ISAV的TaqMan荧光定量RT-PCR检测方法,对其特异性、灵敏度及重复性进行评估,... 为建立快速、定量的鲑传染性贫血病毒(ISAV)检测方法,基于ISAV片段7 ORF1编码的结构蛋白(NS)保守基因序列,设计特异性引物和TaqMan探针,通过反应条件优化,建立ISAV的TaqMan荧光定量RT-PCR检测方法,对其特异性、灵敏度及重复性进行评估,将其应用于口岸进境大西洋鲑报检样本ISAV检测中,并与OIE推荐的检测方法的检测结果进行比较。结果显示,本方法特异性强,灵敏度高,最低检测灵敏度达1.31×10~2copies/L。重复性试验结果显示,本方法的批内变异系数小于1%。299份2014—2016年间进口大西洋鲑报检样本的检测结果显示,ISAV的总检出率为6.35%(19/199),该结果与OIE推荐的检测方法的结果完全一致,且利用本方法测定的19份阳性样本的Ct值普遍低于OIE推荐检测方法测得的Ct值。结果表明,本研究中所建立的方法高效、敏感、特异、重复性好,在口岸检疫中具有广阔的应用前景,对于ISAV的鉴别诊断具有一定的参考意义。 展开更多
关键词 鲑传染性贫血病毒 TAQMAN 荧光定量RT-PCR 口岸检疫
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