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特刊详情 客座编辑 Pavel Groisman，美国北卡罗来纳州立大学 Shamil Maksyutov，日本国立环境研究所 Erwan Monier，美国麻省理工学院 Dmitry Schepaschenko，国际应用系统分析研究所   主题范围 During the past few decades, the Global Earth System has changed significantly, especially across Northern Eurasia. Changes in the socio-economic conditions of the larger countries in the region have resulted in a variety of regional environmental changes that can have global consequences. The...

IOP出版社Electrochemical Capacitors电子书于近日出版。本书的作者为天津工业大学的马建民和中南大学的阳军亮。 作者介绍 马建民  教授 天津工业大学 马建民，英国皇家化学会会士、科睿唯安“全球高被引科学家”、天津工业大学教授/博导，长期从事能源化学材料的理论与应用研究工作，已发表多篇国内外期刊论文，授权多项发明专利，出版专著5本。目前兼任Chain、Chinese Chemical Letters副主编、Rare Metals学术编辑、Journal of Energy Chemistry、Nano-Micro Letters、JPhys Energy、Journal of Physics: Condensed Matter、International Journal of Minerals, Metallurgy and Materials等期刊编委。曾获湖南省青年科技奖、湖南省自然科学二等奖、侯德榜化工科学技术奖“青年奖”、中国复合材料学会科学技术二等奖、中国电子学会科学技术三等奖等。   阳军亮  教授 中南大学 阳军亮，二级教授，博士生导师，中南大学物理与电子学院副院长，柔性印刷电子团队负责人。湘潭大学学士，中科院长春应化所博士，先后在英国华威大学、澳大利亚墨尔本大学及联邦科学与工业研究院等从事研究，2012年引进回国到中南大学工作。2013年入选教育部“新世纪优秀人才”计划，2014年获得湖南省杰出青年基金资助，2019年入选国家“万人计划”青年拔尖人才，2020年入选湖南省科技创新领军人才计划，2021年入选“全球顶尖前10万名科学家”排名前5万名，2020和2021年连续入选全球前2%顶尖科学家(World’s Top 2% Scientists)榜单。发表学术论文240余篇（以第一/通讯作者在Chem. Rev., Nano Lett., Sci. Bull., JoS, AEM, AFM, ACS Nano, Flex. Print. Electron., APL等发表SCI论文160余篇），SCI引用8000余次，英国皇家化学会“Top 1% 高被引用学者”，H-index为50；申请国家专利技术30项，授权专利技术22项，专利技术转让10项，孵化国家高新技术企业1家；主持国家重点研发计划重点专项课题、国家自科基金项目、军委科技委项目、军委装发部项目、湖南省科技攻关项目及公司合作项目等。主要研究领域为柔性印刷电子学及薄膜太阳电池。 >>点击此处链接，免费阅读本书的第一章内容。 >>查看IOP出版社的全部电子书。 >>浏览IOP出版社在线书店。 电子书介绍 Electrochemical Capacitors...

本篇研究来自中国科学院数学与系统科学研究院尚云课题组。本研究创新性地运用广义插值量子游走模型取代振幅放大思想逼近标记点，既提高了量子游走算法的成功概率，又避免了soufflé问题。同时给出了一个绝热量子态制备的重要应用。 文章介绍 Improvement of quantum walks search algorithm in single-marked vertex graph Xinying Li（李盺莹） and Yun Shang（尚云） 通讯作者： 尚云，中国科学院数学与系统科学研究院   研究背景： 目前大多数量子搜索算法及采样算法的成功概率较小，通常运用振幅放大思想来提高成功概率。但是，振幅放大的调用会引发soufflé问题，为算法的实际应用带来困难。本文通过引入广义插值量子游走模型取代振幅放大技巧解决了上述问题。   研究内容： 通过引入插值序列，定义了广义插值量子游走模型缓慢逼近目标点，改进后的搜索和平稳分布采样算法保持现有算法复杂度的同时均大大提高了算法的成功概率，同时也避免了soufflé问题。在上述算法设计中，分别考虑了相位估计思想和量子fast-forwarding思想，发现后者可以大大减少调用量子插值游走算子的次数和辅助量子比特的数量。最后，给出了广义插值量子游走在绝热计算量子态制备中的一个重要应用，而绝热态制备正是应用绝热量子计算的前提。 Soufflé 问题 广义插值游走算法框架 作者介绍 尚云  研究员 中国科学院数学与系统科学研究院 尚云，中国科学院数学与系统科学研究院研究员，博士生导师，CCF杰出会员，量子计算专委常委。长期从事量子计算及其基础理论、量子游走、量子机器学习的研究。曾获陕西省优秀博士论文、陕西省科技进步二等奖、王宽诚优秀女科学家专项奖、中国计算机学会CCF科学技术奖自然科学二等奖（排名1）、英国皇家物理学会IOP高被引论文奖等。 期刊介绍 Journal of Physics A: Mathematical and Theoretical 2022年影响因子：2.1  Citescore：4 Journal of Physics A: Mathematical and Theoretical（JPhysA）每年出版50期，针对运用数学结构来描述物理世界的基本过程，并探索这些结构的分析、计算和数值方法。期刊内容涵盖：统计物理；非平衡系统、计算方法和现代平衡理论；混沌和复杂系统；数学物理；量子力学和量子信息理论；场论和弦理论；流体和等离子体理论；生物模型等方面。文章类型包括原创性论文和综述，以及关注于热点研究的专题综述和特刊，提供及时、全面的纵览。

本篇研究来自北京师范大学系统科学学院王大辉课题组。本研究用径向基函数（RBF）网络隐式地近似复杂系统动力学方程，成功应用于Lorenz、Chen系统和心电图数据。该网络能准确再现这些系统的轨迹、固定点和局部分岔，还可区分健康人和心脏病患者。这为基于观测数据构建方程的难题提供了一种方案，为理论和医疗诊断提供了一条可能的新途径。 文章介绍 Data-driven Dynamics Reconstruction using RBF Network Cong-Cong Du（杜淙淙）, Xuan Wang（王轩）, Zhangsen Wang（王章森） and Da-Hui Wang（王大辉） 通讯作者： 王大辉，北京师范大学系统科学学院   研究背景： 动力学系统的性质通常通过非线性动力学方程来研究，对于许多真实的复杂系统，其动力学方程通常是未知的，从不完整或噪声数据中发掘系统的演化方程是一个挑战。尽管传统方法如延迟坐标嵌入法和Koopman算子理论都部分解决了这个问题，但它们常常在数据需求或系统渐近行为的准确性方面存在局限。此外，现有的机器学习方法虽然在预测瞬态行为上有成效，但往往无法准确捕捉系统的长时行为特别是驱动系统演化背后的数学结构。本研究旨在用径向基函数（RBF）网络近似复杂动力学系统的演化方程。该方法有效且高效，成功应用于经典的混沌系统和心脏动力学系统，展示了其在实际系统中的应用潜力和揭示动力学性质的能力，为理论研究和实际应用提供了新的视角和工具。   研究内容： 本研究的方法分为三个步骤，首先从观测数据的数值微分以获得相应的导数序列，然后通过有监督的学习训练一个径向基函数(RBF)网络，最后把训练完成的网络看作是系统演化的动力学方程开展常规的动力学分析。这个分析可以近似地反映原系统的动力学性质。 图1 使用RBF网络对动力学系统进行重构的三个关键步骤 研究中成功地利用RBF网络重构了经典的Lorenz和Chen系统。通过粒子群(PSO)算法寻找了系统的平衡点，并在此基础上绘制出了系统的分支图，如图2（c）所示。这些重构结果与理论值高度一致。 图2 Lorenz系统的重建过程及结果 更重要的是，这一方法也被成功应用于心电图（ECG）数据。我们使用了249名被试的心电数据，并依据其疾病状态进行分组训练。通过PSO算法，我们找到了各自网络的平衡点。如图3所示，健康与患病个体在平衡点上呈现出明显的分簇，证实了RBF网络不仅可以重构心脏动力学系统，还能捕获到原始系统的关键动力学特征。 图3 心脏系统重建结果 总体而言，本研究提出了一种数据驱动的方法，通过使用RBF网络来近似复杂动力学系统的演化方程。该方法在经典混沌系统和实际应用（如心脏动力学）中都表现出色，为解决基于观测数据构建动力学方程的难题提供了一种思路，为理论研究和医疗诊断提出一条可能的新路径。 作者介绍 王大辉  教授 北京师范大学系统科学学院 王大辉教授从事复杂系统基础理论及其应用研究，特别关注神经系统的复杂性研究，以神经环路为基础建立计算模型揭示实验中观察到的神经系统动力学行为的机制，展示神经系统达成特定功能的机理，并尝试将相关的机制应用于工程问题。近期专注于建立大规模脑神经网络模型以揭示脑的典型动力学现象的机制和信息处理机制。   杜淙淙   北京师范大学系统科学学院 杜淙淙，硕士生研究方向为神经系统大规模数据的动力学特性分析。 期刊介绍 Machine Learning: Science and Technology 2022年影响因子：6.8  Citescore：7.1 Machine Learning: Science and Technology （MLST）是一本跨学科期刊，致力于发表智能机器在物理、材料科学、化学、生物学、医学、地球科学、天文学和工程学等多学科领域的应用和发展。涉及领域包括：物理学和空间科学；设计和发现新材料和分子；材料表征技术；模拟材料、化学过程和生物系统；原子和粗粒度模拟；量子计算；生物学、医学和生物医学成像；地球科学（包括自然灾害预测）和气候学；模拟方法和高性能计算。同时，也包括机器学习方法在概念上的新进展：新的学习算法；深度学习架构；核心方法；概率和贝叶斯方法；生成方法；强化和主动学习；经常性和基于时间结构的方法；神经启发方法（包括神经形态计算）。

本篇研究来自河北工程大学董昭和加拿大阿尔伯塔大学杨绍恺课题组。本研究首次结合深度失焦技术与深度神经网络，实现粒子场的高效三维定位；成功集成了YOLO框架，准确且高效地确定粒子的横向位置；利用生成对抗网络实现目标粒子不同深度的自动对焦，获得清晰焦点图像；在噪声环境中仍然展现出强大的检测与定位性能。 本研究解决了微观粒子研究中三维定位的关键挑战。传统方法在确定纵向位置时遇到困难，而我们的方法结合了深度学习和传统的图像处理技术，克服了这些限制。通过YOLO框架和GANs的集成，我们不仅实现了准确的粒子定位，而且实现了自动对焦，大大提高了粒子图像的清晰度。此外，算法的处理速度极快，适合实时应用。此研究为微观粒子领域提供了一个新的、有效的工具，有望推动相关领域的研究进展。 文章介绍 3D positioning and autofocus of the particle field based on the depth-from-defocus method and the deep networks Xiaolei Zhang（张小磊）, Zhao Dong（董昭）, Huaying Wang（王华英）, Xiaohui Sha（沙笑慧）, Wenjian Wang（王文健）, Xinyu Su（苏欣宇）, Zhengsheng Hu（胡争胜） and Shaokai Yang（杨绍恺） 通讯作者： 董昭，河北工程大学 杨绍恺，加拿大阿尔伯塔大学   研究背景： 微观粒子研究在生物医学、材料科学和环境工程等领域中都具有至关重要的地位。尽管粒子的横向位置可以通过中心定位或对象分割算法获得，但纵向位置的确定仍然是一项挑战。过去的研究已经提出了多种方法来解决这一问题，如多粒子成像法、数字全息术等，但这些方法往往效率不高，准确性也受到限制。近年来，深度学习在图像处理和识别领域取得了显著的进展，但在微观粒子研究中的应用仍处于起步阶段。我们认为，通过将深度学习技术与传统的粒子定位技术相结合，可以有效提高三维定位的准确性和效率。 因此，本研究的主要目的是探索和开发一种新的方法，结合深度失焦技术与深度神经网络，为微观粒子提供高效、准确的三维定位。此外，我们还希望通过集成先进的物体检测框架和生成对抗网络，实现对目标粒子不同深度的自动对焦，从而进一步提高粒子图像的清晰度和定位精度。   研究内容： 1.深度失焦技术与神经网络结合: 我们首次尝试将深度失焦技术与深度神经网络结合，为微观粒子的三维定位提供了新的视角。 2.高效的物体检测框架: 为了更精确地确定粒子的横向位置，我们引入了“你只看一次” (YOLO) 的物体检测框架。 3.自动对焦技术的改进: 我们采用了生成对抗网络 (GANs) 技术来提高目标粒子不同深度的自动对焦能力，确保获得清晰的焦点图像。   实验或理论方法： 我们对多种样本进行了测试，包括合成粒子、聚苯乙烯粒子、血细胞和浮游生物。在噪声环境中，我们的方法仍然展现出卓越的性能。为了验证我们的方法，我们还与传统的粒子定位方法进行了对比实验。   取得的成果: 1.快速处理:...

本篇研究来自北京大学前沿计算中心吴步娇课题组。本研究将最近在量子比特体系中提出的测量算法推广到玻色子系统，如经典影层析扫描和其他局部测量方案，并计算了不同情形下的理论复杂度上界。 文章介绍 Efficient measurement schemes for bosonic systems Tianren Gu（顾天任）, Xiao Yuan（袁骁） and Bujiao Wu（吴步娇） 通讯作者： 吴步娇，北京大学前沿计算中心   研究背景： 玻色子是自然界中最基本的粒子形式之一。对玻色子系统的高效测量对于在基于量子比特的量子计算机上模拟玻色子（如原子核）的复杂物理现象，以及从本身由玻色子构建的量子模拟器/计算机（例如连续变量量子计算机）中提取经典信息具有关键意义。 传统的玻色子系统测量方法采用量子态断层扫描（QST）来重构量子态，但这通常需要指数资源。前不久，Huang等人基于Aaronson之前的工作提出了量子比特系统中的经典影层析扫描（Classical Shadow）算法。该算法仅需要对量子系统执行多项式数量的测量，显著提升了测量效率。在此基础上，可以考虑将量子比特系统上的优化测量算法推广到玻色子系统。   研究内容： 研究将最近在量子比特体系中提出的测量算法推广到玻色子系统，如经典影层析扫描和其他局部测量方案，并计算了不同情形下的理论复杂度上界。 研究考虑了对能量进行截断后产生的qudit（高维量子比特）系统和一般的连续变量描述的玻色子系统，分别对应于离散量子计算机上的模拟玻色子系统和物理实验中常见的玻色子系统。对于前者，研究提出了一个qudit系统的局部测量方法：通过将测量基底扩充为General Gell-Mann基底 (GGB)，在量子比特下的测量算法可以自然推广到更高维度，并在理论上证明了在这种情形下测量的复杂度仍是关于系统局域度（locality）指数的。对于后者，研究引入了一组连续变量测量基，并将测量算法在此情形下推广。研究证实其理论复杂度仍然具备与前一种情形相似的形式。 图1(a-b). 水分子振动能量级别的数值结果，这里比较了CS方法和我们设计的局部测量算法在估计（a）振荡器基态 |000⟩ 的能量（b）GHZ态的期望值的近似结果比较。(c-d) 使用多模随机高斯态估计连续变量局部测量算法的性能，其中（c）为度为K的随机可观测量的无单位估计误差，（d）为不同模态数N和度K的估计误差的一般情况。 研究使用了水分子核振动系统和连续光学系统分别对两种情形下的算法进行了数值模拟，如图1所示。模拟结果显示，与传统方法相比，研究所提出的算法性能得到了显著提升。 期刊介绍 Quantum Science and Technology 2022年影响因子：6.7  Citescore：11.6 Quantum Science and Technology（QST）是一本多学科、高影响力的期刊，致力于出版涵盖所有量子技术科学和应用的高质量和重要的研究。QST涵盖应用数学、凝聚态物质、量子光学、原子物理和材料科学的各个领域，并涉及到化学、生物学、工程学、计算机科学和机器学习。除了定期的原创研究外，QST还出版专题综述和征集热点问题文章的特刊，从而对该领域最新和最有趣的研究进行概述。

IOP出版社每月从年度重点期刊中精选一系列文章供大家阅读，这些文章体现了IOP期刊的高质量和创新性，并呈现了一些受关注的研究工作。欢迎大家阅读下载！ 精选文章 Physics Quantum Science and Technology Do quantum circuit Born machines generalize? Kaitlin Gili, Mohamed Hibat-Allah, Marta Mauri, Chris Ballance and Alejandro Perdomo-Ortiz   Journal of Physics A: Mathematical and Theoretical Tetrahedron genuine entanglement measure of four-qubit systems Meng-Li Guo, Zhi-Xiang Jin, Bo Li and Shao-Ming Fei   Machine Learning: Science and Technology Symmetric tensor networks for generative modeling...

本篇研究来自北京大学新结构经济学研究院林毅夫课题组。文章采用模拟的方法研究了经济复杂性测度如何与经济基本面直接相关。在解释现实世界的专业化模式方面，FI比ECI表现得更好：经济上比较成功的国家不仅会因为比较优势生产复杂产品，也会因为绝对优势生产各种可能的产品。文章还分析了价格扭曲如何影响经济复杂性测度对收入差异的预测能力。通过提高国家劳动密集型商品的边际成本，中等国家经济的专业化模式向资本密集型商品转移，同时国民收入下降。 文章介绍 A reasoning of economic complexity based on simulated general equilibrium international trade modelYumin Hu(胡裕民), Zhongchen Fan(樊仲琛), Justin Yifu Lin(林毅夫) and Mingzhi (Jimmy) Xu(徐铭梽) 通讯作者： 徐铭梽，北京大学新结构经济学研究院   研究背景： 为什么一些国家会比另一些国家更擅长生产某些商品呢？这个问题的答案或许可以揭示经济增长的基本来源。构建国际贸易网络量化经济复杂性是解决这一问题的有效方法。经济复杂性有两个著名的度量指标：经济复杂性指数（economic complexity index，ECI）和适应性指数（fitness index，FI）。目前已经证实，专门生产复杂产品的国家（即ECI和FI值更高的国家），其未来经济增长速度更快。本文通过建立一个一般均衡国际贸易的模拟模型（multi-country general equilibrium international trade model），研究了经济复杂性指数（ECI）和适应性指数（FI）与经济基本面的直接关系，建立了明确的理论基础。该模型以李嘉图贸易模型为基础，结合Heckscher-Ohlin模型中的要素禀赋和技术形成比较优势，考虑了价格扭曲对各国生产的影响。   研究内容： 实证部分，为了描述每个国家的生产专业化模式，作者基于联合国贸易数据库（Comtrade Database）2005年至2015年国际贸易数据，计算了各个国家每年的ECI和FI。可以看出，当按照ECI排序时，高复杂度的国家倾向于生产复杂产品，但也存在一些异常情况，即高复杂度国家生产简单产品而低复杂度国家生产复杂产品。而按照FI排序时，专业化矩阵显示出上三角形状，这说明高适应性的国家不仅生产复杂产品，而且还生产多样化的产品。 模型部分，作者分析了在简单对称情况下（即在生产效率上不存在国家和部门的异质性）的国家间的模拟专业化模式，在这种情况下，国际贸易由Heckscher-Ohlin力量驱动：一个国家应该出口密集使用该国丰裕要素的产品，如劳动力丰裕的国家充分利用劳动力成本低的优势发展劳动密集型产业，而资本丰裕的国家则专注于资本密集型产业。 最后，作者考虑了特定行业价格扭曲的影响，引入了增加资本禀赋中位数的国家劳动密集型商品的可变边际成本的扭曲。模拟结果显示，此时中等国家的专业化分工向资本密集型商品转移。价格扭曲的国家在收入、多样性和FI方面出现下降，但ECI却增加。之所以会出现这个现象是因为我们理所当然地假设显性比较优势（RCA）能完全反映国家的实在生产能力。然而在存在价格扭曲的情况下，贸易数据中反映出来的一个国家的专业化模式并不能反映一个国家的实在生产能力（这种情况在发展中国家并不罕见），因此仅仅依靠RCA矩阵来学习一个国家的经济复杂性就会存在偏差。 作者介绍 林毅夫  教授 北京大学 林毅夫，北京大学国家发展研究院教授、名誉院长。1994年创立北京大学中国经济研究中心（现北京大学国家发展研究院），并担任主任一职。2008年被任命为世界银行首席经济学家兼负责发展经济学的高级副行长，成为担此要职的发展中国家第一人。2012年在世界银行的任期届满，返回北大，继续教学研究工作。现任全国政协常委、经济委员会副主任，全国工商业联合会专职副主席。林毅夫于1986年获得美国芝加哥大学经济学博士学位，荣膺英国科学院外籍院士、发展中国家科学院（原名第三世界科学院）院士，并获得法国奥佛涅大学、美国福特汉姆大学、英国诺丁汉大学、香港城市大学、英国伦敦经济学院和香港科技大学的荣誉博士学位。主要著作：《繁荣的求索：发展中经济如何崛起》《新结构经济学》《从西潮到东风：我在世行四年对重大国际经济问题的思考与建议》《解读中国经济》《本体与常无：经济学方法论对话》《经济发展与转型：思潮、战略与自生能力》《中国的奇迹》《制度、技术与中国农业发展》《再论制度、技术与中国农业发展》等二十余册。在国内外学术期刊发表100多篇论文。 徐铭梽  助理教授 北京大学 徐铭梽，北京大学新结构经济学研究院助理教授、博士生导师，国家自然科学基金优秀青年基金获得者，中国金融四十人(CF40)青年论坛成员。2018年毕业于美国加州大学戴维斯分校（University of California Davis）获得经济学博士学位。曾担任美国国家经济研究局（the National Bureau...

In Washington, Oregon, and California, ignitions from recreational activities accounted for 12% of human-caused wildfires, and 8% of the area burned, from 1992–2020. Wildfires ignited by recreational activities not only increase fire suppression expenditures but have the potential to limit recreational activities traditionally associated with use of fire, such as camping. From 1992–2020, 50% of...

本篇研究来自电子科技大学信息与通信工程学院史创课题组。本论文提出了幅度调制型参量阵扬声器的扩展卷积模型，使宽带自解调音频的远场指向性得以快速准确预测。 文章介绍 Extended convolution model for computing the far-field directivity of an amplitude-modulated parametric loudspeaker Chuang Shi（史创）, Yue Wang（王越）, Han Xiao（肖汉） and Huiyong Li（李会勇） 通讯作者： 史创，电子科技大学信息与通信工程学院   研究背景： 参量阵扬声器是一种利用空气非线性效应的定向发声系统。因此，自解调音频远场指向性是参量阵扬声器的最为重要的设计指标之一。迄今为止的卷积模型仅适用于采用单边带调制方法的参量阵扬声器。为了能够降低自解调音频的谐波失真和系统实现难度，参量阵扬声器常常采用多种其他幅度调制方法。为此，本论文基于Westervelt指向性和Berktay指向性对卷积模型进行扩展，使其适用于任意幅度调制超声信号，从而实现对自解调音频远场指向性的快速准确预测。本论文又以双边带调制方法为例，分析了自解调音频基波、二次谐波以及总谐波失真的指向性关系，搭建了多通道数字相控参量阵扬声器样机和波束测量系统。数值仿真和实验测量结果均验证了扩展卷积模型的准确性。   研究内容： 卷积模型是一种用于预测参量阵扬声器远场指向性的简便模型，表示为Dd (θ)=[D1(θ)D2 (θ)]⊗DW(θ)，其中为Dd (θ)差频指向性；D1(θ)和D2 (θ)分别为两个超声频率的指向性；DW(θ)为Westervelt指向性；⊗表示卷积运算。卷积模型准确而简洁，但适用范围较为有限。 为了对卷积模型进行扩展，以适用于任意幅度调制超声信号，本文提出了两种扩展卷积模型的方法。第一种扩展方法是从频谱分析的角度，将超声信号分解重构，得到基于Westervelt指向性的扩展卷积模型，表示为 其中W(ω_d)={i,j|ωi-ωj= ωd}，K(i,j)为频率相关的复系数。 另一种扩展方法则融合了Berktay远场解的求解过程，将超声信号表达为幅度调试信号，通过二次声波求解、频域积分等过程得到自解调音频信号，最后提取角度相关量的模得到基于Berktay指向性的扩展卷积模型，表示为 其中Dc (θ)和DB (θ|ωd)分别为载波波束指向性和Berktay指向性。相比于基于Westervelt指向性的扩展卷积模型，基于Berktay指向性的扩展卷积模型形式上更为精简。 为了验证扩展卷积模型的准确性，本论文搭建了多通道数字相控参量阵扬声器样机和波束测量系统。数字相控参量阵扬声器的主要算法流程如图1所示。 图1：数字相控参量阵扬声器的主要算法流程图 波束测量系统整体设置如图2所示。 图2：波束测量系统实验设置图 结果表明扩展卷积模型在指向性预测方面可以达到与数值仿真、实验测量相当的准确度。因此，扩展卷积模有望成为宽带相控参量阵扬声器设计和应用过程中的一种简洁且高效的分析工具，为推动定向发声系统的理论和技术进步起到积极作用。 作者介绍 史创  副教授 电子科技大学 史创，本、硕、博学历分别在北京交大（2005）、清华大学（2008）和新加披南洋理工大学（2013）取得，从事有源噪声控制、参量阵、机器听觉等声信号分析与处理研究，曾获得亚太信号与信息处理协会杰出讲座人称号、美国声学学会最佳青年演讲人奖等荣誉，现为电子科技大学信息与通信工程学院副教授。   王越 电子科技大学 王越于2020年在电子科技大学取得本科学历，现于电子科技大学信息与通信工程学院攻读硕士研究生。 期刊介绍 Journal of Physics D: Applied Physics...

本篇研究来自清华大学物理系低维量子物理实验室王向斌课题组。针对高斯玻色采样设备中的光子损耗，一直缺乏有效的误差消除方法。本文提出了一种适用于近期高斯玻色采样设备的误差消除方法。该方法基于对总光子数的后选择，在实验上易于实现。值得注意的是，作者在文章中展示了一些例子，在这些例子中后选择方法使得一些高斯玻色采样实验，突破了一种被广泛使用的“非经典性”边界。 文章介绍 Post-selection in noisy Gaussian boson sampling: part is better than whole Tian-Yu Yang（杨天宇）, Yi-Xin Shen（沈艺鑫）, Zhou-Kai Cao（曹周恺） and Xiang-Bin Wang（王向斌） 通讯作者： 王向斌，清华大学物理系低维量子物理实验室   研究背景： 量子计算机的发展，目前正处于一个要证明其自身运算能力可以大幅超过经典计算的阶段。高斯玻色采样方案，正是为实现这一目标而量身定制的。近期，高斯玻色采样实验取得了很大的进展——实验上探测到的最大光子数最大达到了约200个。用经典计算机计算一个总光子数为200的样本出现的概率，需要花费难以想象的计算资源。然而，针对高斯玻色采样实验结果的质疑一直没有中断。因为现有的实验缺乏有效的误差消除方法。过大的实验误差会使得实验上的采样过程严重偏离预定的结果。已有的结果表明，当误差增大到一定范围内时，经典计算机可以有效的模拟高斯玻色采样实验的整个采样过程。因此，找到一种可行的方案，来降低高斯玻色采样实验受到实验误差的影响已经变得十分重要。   研究内容： 作者首先证明了在高斯玻色采样过程中，只根据样本的总光子数对样本的概率进行一定的放缩，就可以将一个高斯玻色采样过程映射到另一个不同参数的高斯玻色采样过程。这个结果对于存在均匀光子损耗的情况也是成立的。利用这一结果，作者提出了一种后选择方法，只需要根据实验中测量到样本的总光子数和相应后选择概率计算公式，来决定丢弃或保留这一样本，就可以使最终得到样本等效经过了更小的光子损耗。 进一步，作者利用数值方法分析了误差消除方法在近期高斯玻色采样设备上的使用效果。结果表明该基于后选择的误差消除方法，在近期的中等规模大小的高斯玻色采样设备上有良好的效果。为了进一步检验这一方法的有效性，作者选取了在高斯玻色采样实验中被广泛使用的一种“非经典”判据，作为判断后选择方法效果的参考标准。数值结果表明，后选择方法可以使一些原本无法通过这一“非经典”判据的高斯玻色采样实验，变得可以通过这一“非经典”判据。综合上述结果，这种后选择方法对于提高近期高斯玻色采样实验的精度可能具有重要的价值。 作者介绍 王向斌  教授 清华大学 王向斌，清华大学物理系教授，济南量子技术研究院院长。王向斌教授长期从事量子密码学、量子光学、量子信息学的理论研究，是实用化量子保密通信中的主要方法，诱骗态方法的主要提出者之一。曾获国家杰出青年基金，并获聘教育部长江学者特聘教授。 期刊介绍 Quantum Science and Technology 2022年影响因子：6.7  Citescore：11.6 Quantum Science and Technology（QST）是一本多学科、高影响力的期刊，致力于出版涵盖所有量子技术科学和应用的高质量和重要的研究。QST涵盖应用数学、凝聚态物质、量子光学、原子物理和材料科学的各个领域，并涉及到化学、生物学、工程学、计算机科学和机器学习。除了定期的原创研究外，QST还出版专题综述和征集热点问题文章的特刊，从而对该领域最新和最有趣的研究进行概述。

本篇研究来自西安交通大学材料科学与工程学院刘明。本文说明了外表面腐蚀对E690高强钢波纹板的承载能力和能量吸能效率影响不大，一旦波纹板内部被腐蚀，力学性能将显著降低。服役时间对波纹板力学性能的退化具有重要影响，随着服役用时间的延长而降低，退化程度随面板腐蚀的顺序为：整体>内>外。对于在实际服役时间较长的结构，应采取严格地防腐蚀措施，特别是波纹板结构内腐蚀。 文章介绍 Effect of uniform corrosion on mechanical behavior of E690 high-strength steel lattice corrugated panel in marine environment: a finite element analysis Ming Liu（刘明） 通讯作者： 刘明，西安交通大学材料科学与工程学院   研究背景： 材料的轻量化和多功能化已成为海洋工程装备发展中的重要一环，金属波纹三明治夹芯板具有制备工艺简单、刚度大、质量轻等优点，已经实现了大量的工程应用。在海洋工程结构中，由于腐蚀导致工程结构恶性破坏事故和缩短使用寿命的案例频发，因而研究高强钢波纹板在海洋服役环境下的腐蚀失效机制且提出相应的对策极为必要。为了弥补海洋工程中高强钢晶格波纹夹层板结构腐蚀性能研究的不足。本研究选择E690高强钢波纹夹芯板作为研究对象，采用有限元方法模拟不同腐蚀位置、腐蚀程度和腐蚀时间下均匀腐蚀对波纹板的准静态压缩、三点弯曲和低速冲击性能进而获得其力学性能退化机制。以期为海洋工程用高强钢波纹板材料选择、优化与安全评价提供理论依据。 研究内容： 尽管国内外学术界对高强钢母材及焊缝在海洋环境服役中的耐蚀性及腐蚀机理已有较成熟的认知。高强钢制备成波纹板后，其在海洋环境中服役的腐蚀机制与常规密实材料相比存在差异。因此，本文主要通过对不同结构及尺寸的E690高强钢制备的波纹夹芯结构在模拟海洋腐蚀环境下对其进行了压缩、弯曲及冲击性能等力学行为研究，获得在均匀腐蚀对其力学行为退化的影响规律。 图1为E690高强钢波纹板在不同均匀腐蚀条件下的准静态压缩力学性能对比图。只有外面板腐蚀的情况下对该结构的准静态承载及能量吸收效率影响不大。一旦内面板和芯体发生腐蚀，该结构承载及力学性能显著降低。 图1 E690高强钢波纹板在准静态压缩不同腐蚀深度的力学性能对比：（a） 结构质量，（b）峰值载荷，（c）总吸能，（d）不同时间的总吸能，（e）单位吸能，（f）腐蚀时间与单位吸能 图2为不同腐蚀条件下E690波纹板横向三点弯曲力学性能对比图。外表面腐蚀对结构的抗弯刚度和峰值荷载影响相对较小，但一旦内面板发生腐蚀，结构的抗弯刚度和峰值荷载将显著降低。 图2 不同深度腐蚀后E690波纹板横向三点弯曲力学性能对比：（a）结构质量，（b）弯曲刚度，（c）不同腐蚀深度后峰值荷载，（d）不同腐蚀时间后峰值荷载 作者介绍 刘明  副教授 西安交通大学 刘明，西安交通大学材料学院副教授，主要从事材料腐蚀与力学方面的研究工作。2010年获西安交通大学学士学位，2013获硕士学位，2017年1月获博士学位。先后在西安交通大学、TU Delft从事博士后研究。以第一/通讯作者发表SCI论文30余篇，他引1200余次。先后获JMEP杂志杰出审稿人（2次），中国腐蚀与防护学会优秀论文奖、杰出青年成就奖。 期刊介绍 Materials Research Express 2022年影响因子：2.3  Citescore：5 Materials Research Express（MRX）采用快速出版的模式，发表各类功能材料在设计、制造、性能和应用方面的最新研究。从2020年起，MRX将转变为金色开放获取出版模式，以最大限度地传播材料科学的所有领域的研究。文章内容包括：生物材料；纳米材料和纳米技术；碳的同素异形体和二维材料；电子材料；玻璃、陶瓷和非晶材料；磁性材料；金属和合金；光子材料和超材料；聚合物和有机化合物；智能材料；薄膜等。