Том 10, № 2 (2023)

Рассматривается модель Джейнса–Каммингса с одним атомом и фотоном. Происходит утечка фотона из полости (оптического резонатора). Атом может находиться в возбужденном и основном состоянии. Обычно динамика вероятности нахождения фотона в полости рассматривается при помощи квантового основного уравнения Линдблада (далее – КОУ), в котором в качестве неизвестной функции выступает матрица плотности. КОУ описывает квантовый марковский случайный процесс. Целью работы является попытка заменить уравнение от матрицы плотности на эрзац уравнения Линдблада, представляющий собой дифференциальное уравнение от волнового вектора состояния. КОУ предполагает использование матрицы с размерностью, равной размерности пространства состояний, что увеличивает сложность вычислений, поскольку требует квадратично большой памяти. Например, для размерности основного пространства равного миллиарду, память, требуемая для решения КОУ, составит около квинтиллиона, что составляет проблему даже для суперкомпьютерных вычислений. Тогда как столбец длины в миллиард легко помещается в памяти персонального компьютера и может легко обрабатываться на персональном ноутбуке. Методология заключается в построении дифференциального уравнения на вектор состояния, по форме напоминающего КОУ. Эрзац КОУ, который строится нами, не может в точности описать динамику матрицы плотности и, следовательно, не может служить точной заменой КОУ. Достигнутый результат: построен эрзац КОУ, который описывает специальный процесс обмена оптической полости с окружающей средой, при котором вылетевший из полости фотон может возвратиться обратно.

Рассмотрено применение генетического алгоритма для решения обратной задачи кинематики манипуляционных роботов. Определены основные понятия метода поиска решений с помощью генетического алгоритма. Представлена блок-схема простого генетического алгоритма. Обосновано решение использовать многопроцессорные вычислительные системы (транспьютеры) для вычисления генетических операторов. Это позволит многократно повысить эффективность выполнения генетических алгоритмов. В качестве примеров выбраны манипуляционные системы с тремя и четырьмя звеньями. Постановка задачи состояла в определении шарнирных координат промышленного робота по заданным декартовым координатам положения центра инструмента (TCP – Tool Center Point), устанавливаемого на его конечном звене. Полученные результаты подтверждают эффективность генетических алгоритмов при решении обратных задач кинематики промышленных (манипуляционных) роботов. На основе теории графов определена процедура генетического программирования как способ поиска оптимальных кинематических структур манипуляционных систем роботов. Показано использование генетического программирования для модификации объектных моделей манипуляционных роботов. Рассмотрено объектное представление динамической модели манипуляционных роботов. Отмечено, что рекомбинация объектов, соответствующих математическим выражениям, имеющим механический смысл, требует кинематического соответствия используемых объектов. Составление объектных схем предложено выполнять с использованием компьютерных программ, автоматизирующих этот процесс на основе принципа визуального программирования (Low-code).

Оптимизация программ возникла, как ответ на появление высокоуровневых языков программирования, и включает в себя специальные приемы и методы, используемые при построении компиляторов для получения достаточно эффективного объектного кода. Совокупность этих методов составляла в прошлом и является теперь неотъемлемой частью так называемых оптимизирующих компиляторов, целью которых заключается в создании объектного кода, позволяя экономить такие компьютерные ресурсы, как процессорное время и память. Для современных суперкомпьютеров добавляется также требование правильного использования аппаратных особенностей. В данном контексте особого внимания заслуживают вопросы, связанные с оптимизацией компиляторов, которая может включать в себя адаптацию компилятора для уменьшения времени выполнения или размера объекта, или и того, и другого. С учетом вышеизложенного, цель статьи заключается в проведении анализа алгоритмов составляющих частей компилятора и обозначении путей его оптимизации. В процессе исследования кратко охарактеризована общая технология работы компилятора. Отдельное внимание уделено рассмотрению основных функции алгоритмов, которые реализуются на разных этапах работы компилятора. Также рассмотрены возможности использования машинного обучения для оптимизации компиляторов.

В статье приводится класс полноцикловых преобразований в пороговом базисе, задаваемых матрицами коэффициентов линейных форм и доказывается, что задание обратного преобразования осуществляется с помощью системы пороговых функций, коэффициенты которых образуют транспонированную матрицу по отношении к исходной.

IT-технологии в настоящее время являются одним из приоритетных направлений развития сферы здравоохранения. В условиях глобальной информатизации и развития цифровой экономики цифровизация способна обеспечить доступность и достойное качество предоставляемых услуг без увеличения их стоимости. Целью данного исследования является изучение процессов информатизации, затрагивающих медицинские компании, и определение роли информационных технологий на базе мобильных приложений в учреждениях здравоохранения России. Объектом исследования являются медицинские учреждения сектора здравоохранения, а предметом изучения – информационные и цифровые технологии, используемые в практике компаний. Роль информационных технологий в деятельности медицинского учреждения определена на примере Свердловской областной клинической больницы (СРКБ) – крупнейшей специализированной больницы Свердловской области. В статье рассматриваются ключевые элементы цифровой трансформации учреждений здравоохранения (разработка автора исследования). Использование цифровых технологий в практике управления медицинским учреждением не является самоцелью. Это настоящий эффективный инструмент управления, который позволяет вам функционировать более эффективно. Проведенный анализ позволил убедиться, что важнейшим инструментом повышения эффективности управления, реализации целей и задач, средством адаптации в деятельности медицинских учреждений в условиях глобальной информатизации и цифровизации экономики является активное использование информационных и цифровых технологий.

С помощью компьютерного моделирования методами теории функционала плотности и псевдопотенциалов исследована энергетика трехслойного покрытия на поверхности твердого сплава на основе карбида вольфрама WC₉₂–Co₈. (техническое наименование ВК8). Первый слой – титан; второй слой – нитрид титана; третий слой – композитный нитрид (Ti, Cr, Al)N. Изучена зависимость энергии адгезии титана к поверхностям WC и Co в зависимости от толщины нанесенного слоя титана (от одного до трех атомных слоев). Вычислена энергия адгезии нитрида титана к предварительно нанесенному слою титана. Для четырех вариантов структуры соединения (Ti, Cr, Al)N вычислена энергия адгезии этого соединения к поверхности TiN.

В статье представлен обзор моделей решения проблемы управляемого ядерного синтеза, в том числе, в перспективе в малогабаритных установках с магнитными ловушками открытого типа, методика и технология получения и формирования электронно-управляемых потоков плазмы и ионов в магнитном поле. В работах авторов габариты такой установки электронно-управляемого плазменного электрического генератора ЭУПЭГ в опытно-промышленном варианте составляют длину до полутора метров, за счет группирования потоков дискретизацией с достижимой на сегодня для материалов частотой порядка 1 кГц, многопроходовостью в камере синтеза и в ловушках, заданием законов следования с обратной связью для потоков ионов в слоях плазмы в системах магнитных полях с большим градиентом. Теоретически моделируется обобщенный теоретический сценарий, в котором ударная волна вызывает быстрый прогрев области конвекционного смешивания, запуская процесс постоянного обмена энергией между нагретой смесью ¹¹B–⁹Be и литиевой оболочкой и, проходя сквозь слой ¹¹B–⁹Be, достигает геометрического центра магнитной ловушки, где будет поддерживаться небольшая сферическая полость – пузырек, необходимая для осуществления неограниченной сферической кумуляции на полости. Это приводит к стремительному возрастанию температуры и давления в области схлопывания пузырька, и делает возможным возрастание температуры до 10⁸ К, что допускает запуск реакций термоядерного синтеза.