Inflation: یک کتابخانه پایتون برای سازگاری علی کلاسیک و کوانتومی

Inflation: یک کتابخانه پایتون برای سازگاری علی کلاسیک و کوانتومی

امانوئل-کریستین بوگیو1, الی ولف2و آلخاندرو پوزاس-کرستینز3

1ICFO – Institut de Ciencies Fotoniques، موسسه علم و فناوری بارسلون، 08860 Castelldefels (بارسلون)، اسپانیا
2موسسه محیطی برای فیزیک نظری، خیابان کارولین 31، واترلو، انتاریو، کانادا، N2L 2Y5
3Instituto de Ciencias Matemáticas (CSIC-UAM-UC3M-UCM)، 28049 مادرید، اسپانیا

این مقاله را جالب می دانید یا می خواهید بحث کنید؟ SciRate را ذکر کنید یا در SciRate نظر بدهید.

چکیده

ما Inflation را معرفی می کنیم، یک کتابخانه پایتون برای ارزیابی اینکه آیا یک توزیع احتمال مشاهده شده با توضیح علی سازگار است یا خیر. این یک مشکل اصلی در علوم نظری و کاربردی است که اخیراً شاهد پیشرفت های قابل توجهی از ناحیه غیرمحلی کوانتومی، یعنی در توسعه تکنیک های تورم بوده است. تورم یک جعبه ابزار توسعه‌یافته است که قادر به حل مسائل سازگاری علی خالص و بهینه‌سازی مجموعه‌ای از همبستگی‌های سازگار در هر دو پارادایم کلاسیک و کوانتومی است. این کتابخانه به گونه ای طراحی شده است که ماژولار و با قابلیت آماده برای استفاده باشد و در عین حال دسترسی آسان به اشیاء سطح پایین را برای تغییرات سفارشی داشته باشد.

یکی از چالش های اصلی در علم، شناسایی علل پشت برخی از همبستگی های مشاهده شده است. آیا واکسن در برابر بیماری موثر است؟ آیا افزایش حقوق باعث تشویق هزینه ها می شود؟ همه این سؤالات را می توان با استفاده از ابزار استنتاج علی فرمول بندی کرد، اما اغلب از نظر عددی پاسخ دادن به آنها دشوار است. اخیراً ابزارهای جدیدی در زمینه غیرمکانی کوانتومی به نام روش‌های تورم ظاهر شده‌اند که اجازه می‌دهند تا این مشکلات سخت را به مسائلی که از نظر عددی قابل حل هستند، کاهش دهند. در این کار ما یک بسته پایتون را ارائه می دهیم که چنین روش هایی را پیاده سازی می کند.

► داده های BibTeX

◄ مراجع

[1] مروارید یهودا. «علیت: مدل‌ها، استدلال و استنتاج». انتشارات دانشگاه کمبریج. (2009).
https://doi.org/​10.1017/​CBO9780511803161

[2] دن گایگر و کریستوفر میک. "حذف کمیت برای مشکلات آماری". در Proc. کنگره پانزدهم نامشخص آرتیف. هوشمند (AUAI، 15). صفحه 1999-226. (235). arXiv:1995.
https://doi.org/​10.48550/​arXiv.1301.6698
arXiv: 1301.6698

[3] جین تیان و جودیا پرل. "درباره مفاهیم قابل آزمایش مدل های علی با متغیرهای پنهان". در Proc. کنفرانس هجدهم نامشخص آرتیف. هوشمند (AUAI، 18). صفحه 2002-519. (527). arXiv:2002.
https://doi.org/​10.48550/​arXiv.1301.0608
arXiv: 1301.0608

[4] لوئیس دیوید گارسیا، مایکل استیلمن و برند استورمفلز. "هندسه جبری شبکه های بیزی". J. Symb. محاسبه کنید. 39, 331-355 (2005). arXiv:math/0301255.
https://doi.org/​10.1016/​j.jsc.2004.11.007
arXiv:math/0301255

[5] لوئیس دیوید گارسیا. “آمار جبری در انتخاب مدل”. در Proc. کنگره بیستم نامشخص آرتیف. هوشمند (AUAI، 20). صفحه 2004-177. (184). arXiv:2014.
https://doi.org/​10.48550/​arXiv.1207.4112
arXiv: 1207.4112

[6] Ciarán M. Lee و Robert W. Spekkens. «استنتاج علی از طریق هندسه جبری: آزمون‌های امکان‌سنجی برای ساختارهای علی عملکردی با دو متغیر مشاهده‌شده باینری». J. Causal Inference 5, 20160013 (2017). arXiv:1506.03880.
https://doi.org/​10.1515/​jci-2016-0013
arXiv: 1506.03880

[7] نیکلاس برونر، دانیل کاوالکانتی، استفانو پیرونیو، والریو اسکارانی و استفانی وهنر. «بی محلی بودن زنگ». Rev. Mod. فیزیک 86، 419-478 (2014). arXiv:1303.2849.
https://doi.org/​10.1103/​RevModPhys.86.419
arXiv: 1303.2849

[8] جان اس بل. «درباره پارادوکس انیشتین-پودولسکی-روزن». Physics Physique Fizika 1، 195-200 (1964).
https://doi.org/​10.1103/​PhysicsPhysiqueFizika.1.195

[9] کریستوفر جی وود و رابرت دبلیو اسپکنز. درس الگوریتم‌های کشف علی برای همبستگی‌های کوانتومی: توضیحات علی نقض نابرابری بل نیاز به تنظیم دقیق دارد. جدید جی. فیزیک. 17, 033002 (2015). arXiv:1208.4119.
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1367-2630/​17/​3/​033002
arXiv: 1208.4119

[10] رافائل چاوز، ریچارد کوئنگ، جاناتان بی براسک و دیوید گراس. "چارچوب متحد کننده برای تسهیل مفروضات علی در قضیه بل". فیزیک کشیش لِت. 114, 140403 (2015). arXiv:1411.4648.
https://doi.org/​10.1103/​PhysRevLett.114.140403
arXiv: 1411.4648

[11] سیریل برانسیارد، نیکلاس گیسین و استفانو پیرونیو. "مشخص کردن همبستگی های غیر محلی ایجاد شده از طریق مبادله درهم تنیدگی". فیزیک کشیش لِت 104, 170401 (2010). arXiv:0911.1314.
https://doi.org/​10.1103/​PhysRevLett.104.170401
arXiv: 0911.1314

[12] سیریل برانسیارد، دنیس روست، نیکلاس گیسین و استفانو پیرونیو. "همبستگی دو محلی در مقابل غیر دو محلی در آزمایش های درهم تنیدگی". فیزیک Rev. A 85, 032119 (2012). arXiv:1112.4502.
https://doi.org/​10.1103/​PhysRevA.85.032119
arXiv: 1112.4502

[13] توبیاس فریتز. فراتر از قضیه بل: سناریوهای همبستگی. جدید جی. فیزیک. 14, 103001 (2012). arXiv:1206.5115.
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1367-2630/​14/​10/​103001
arXiv: 1206.5115

[14] توماس سی فریزر و الی ولف. "نابرابری های سازگاری علّی که نقض های کوانتومی را در ساختار مثلث می پذیرد". فیزیک Rev. A 98, 022113 (2018). arXiv:1709.06242.
https://doi.org/​10.1103/​PhysRevA.98.022113
arXiv: 1709.06242

[15] توماس ون هیمبک، جاناتان بور براسک، استفانو پیرونیو، راویشانکار راماناتان، آنا بلن ساینز و الی ولف. نقض کوانتومی در سناریوی ابزاری و ارتباط آن با سناریوی بل Quantum 3, 186 (2019). arXiv:1804.04119.
https:/​/​doi.org/​10.22331/​q-2019-09-16-186
arXiv: 1804.04119

[16] آرمین توکلی، آلخاندرو پوزاس-کرستینز، مینگ زینگ لو و مارک اولیویه رنو. "بی محلی بودن زنگ در شبکه ها". Rep. Prog. فیزیک 85, 056001 (2022). arXiv:2104.10700.
https://doi.org/​10.1088/​1361-6633/​ac41bb
arXiv: 2104.10700

[17] آلخاندرو پوزاس-کرستینس، رافائل رابلو، لوکاس رودنیکی، رافائل چاوز، دانیل کاوالکانتی، میگل ناواسکوئس و آنتونیو آسین. "محدود کردن مجموعه های همبستگی های کلاسیک و کوانتومی در شبکه ها". فیزیک کشیش لِت 123, 140503 (2019). arXiv:1904.08943.
https://doi.org/​10.1103/​PhysRevLett.123.140503
arXiv: 1904.08943

[18] آدیتیا کلا، کای فون پریلویتز، یوهان ابرگ، رافائل چاوز و دیوید گراس. "آزمون های نیمه قطعی برای ساختارهای علّی نهفته". IEEE Trans. Inf. نظریه 66، 339-349 (2020). arXiv:1701.00652.
https://doi.org/​10.1109/​TIT.2019.2935755
arXiv: 1701.00652

[19] یوهان ابرگ، رانیری نری، کریستیانو دوارته و رافائل چاوز. "آزمون های نیمه قطعی برای توپولوژی های شبکه کوانتومی". فیزیک کشیش لِت 125, 110505 (2020). arXiv:2002.05801.
https://doi.org/​10.1103/​PhysRevLett.125.110505
arXiv: 2002.05801

[20] مینگ زینگ لو. "نابرابری های بل غیر خطی کارآمد محاسباتی برای شبکه های کوانتومی". فیزیک کشیش لِت 120, 140402 (2018). arXiv:1707.09517.
https://doi.org/​10.1103/​PhysRevLett.120.140402
arXiv: 1707.09517

[21] مارک الیویر رنو، یویی وانگ، صدرا بوریری، سلمان بیگی، نیکلاس گیسین و نیکلاس برونر. "محدودیت های همبستگی در شبکه ها برای منابع کوانتومی و بدون سیگنال". فیزیک کشیش لِت 123, 070403 (2019). arXiv:1901.08287.
https://doi.org/​10.1103/​PhysRevLett.123.070403
arXiv: 1901.08287

[22] الی ولف، رابرت دبلیو اسپکنز و توبیاس فریتز. "تکنیک تورم برای استنتاج علی با متغیرهای پنهان". J. Causal Inference 7، 20170020 (2019). arXiv:1609.00672.
https://doi.org/​10.1515/​jci-2017-0020
arXiv: 1609.00672

[23] الی ولف، آلخاندرو پوزاس-کرستینس، ماتان گرینبرگ، دنیس روست، آنتونیو آسین و میگل ناواسکوئس. تورم کوانتومی: رویکردی کلی به سازگاری علی کوانتومی. فیزیک Rev. X 11, 021043 (2021). arXiv:1909.10519.
https://doi.org/​10.1103/​PhysRevX.11.021043
arXiv: 1909.10519

[24] نیکلاس گیسین، ژان دانیل بانکال، یو کای، پاتریک ریمی، آرمین توکلی، امانوئل زامبرینی کروزیرو، ساندو پوپسکو و نیکلاس برونر. "محدودیت های غیرمحلی در شبکه ها از عدم سیگنال دهی و استقلال". نات اشتراک. 11, 2378 (2020). arXiv:1906.06495.
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s41467-020-16137-4
arXiv: 1906.06495

[25] آلخاندرو پوزاس کرستینز، نیکلاس گیسین و آرمین توکلی. “غیر محلی بودن شبکه کامل”. فیزیک کشیش لِت 128, 010403 (2022). arXiv:2105.09325.
https://doi.org/​10.1103/​PhysRevLett.128.010403
arXiv: 2105.09325

[26] آلخاندرو پوزاس-کرستینز، نیکلاس گیسین و مارک الیویه رنو. "شواهد غیرمحلی کوانتومی شبکه در خانواده های پیوسته توزیع". فیزیک کشیش لِت 130, 090201 (2023). arXiv:2203.16543.
https://doi.org/​10.1103/​PhysRevLett.130.090201
arXiv: 2203.16543

[27] امانوئل-کریستین بوگیو، الی ولف و الخاندرو پوزاس-کرستینز. ” کد منبع برای تورم ” . Zenodo 7305544 (2022).
https://doi.org/​10.5281/​zenodo.7305544

[28] فلاویو باکاری، دانیل کاوالکانتی، پیتر ویتک و آنتونیو آسین. "تشخیص درهم تنیدگی کارآمد مستقل از دستگاه برای سیستم های چند بخشی". فیزیک Rev. X 7, 021042 (2017). arXiv:1612.08551.
https://doi.org/​10.1103/​PhysRevX.7.021042
arXiv: 1612.08551

[29] گرگ ور استیگ و آرام گالستیان. «توالی از آرامش‌ها که مدل‌های متغیر پنهان را محدود می‌کنند». در مجموعه مقالات بیست و هفتمین کنفرانس عدم قطعیت در هوش مصنوعی. صفحه 717-726. UAI'11Arlington، ویرجینیا، ایالات متحده آمریکا (2011). مطبوعات AUAI. arXiv:1106.1636.
https://doi.org/​10.48550/​arXiv.1106.1636
arXiv: 1106.1636

[30] میگل ناواسکوئز و الی ولف. "تکنیک تورم مشکل سازگاری علی را به طور کامل حل می کند." J. Causal Inference 8, 70 - 91 (2020). arXiv:1707.06476.
https://doi.org/​10.1515/​jci-2018-0008
arXiv: 1707.06476

[31] لورن تی لیگتارت و دیوید گراس. "سلسله مراتب تورم و سلسله مراتب قطبی شدن برای سناریوی کوانتومی دو محلی کامل است" (2022). arXiv:2212.11299.
arXiv: 2212.11299

[32] لورن تی لیگتارت، ماریامی گاچیلادزه و دیوید گراس. "سلسله مراتب تورم همگرا برای ساختارهای علی کوانتومی" (2021). arXiv:2110.14659.
arXiv: 2110.14659

[33] چارلز آر. هریس، کی جارود میلمن، استفان جی. ون در والت و همکاران. ” برنامه نویسی آرایه با NumPy ” . Nature 585, 357–362 (2020).
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s41586-020-2649-2

[34] آرون مورر، کریستوفر پی اسمیت، ماتئوس پاپروکی و همکاران. "SymPy: محاسبات نمادین در پایتون". کامپیوتر PeerJ. علمی 3, e103 (2017).
https://doi.org/​10.7717/​peerj-cs.103

[35] پائولی ویرتانن، رالف گومرز، تراویس ای. اولیفانت، و همکاران. "SciPy 1.0: الگوریتم های اساسی برای محاسبات علمی در پایتون". نات روش‌ها 17، 261-272 (2020).
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s41592-019-0686-2

[36] سیو کوان لام، آنتوان پیترو و استنلی سیبرت. Numba: یک کامپایلر JIT پایتون مبتنی بر LLVM. در مجموعه مقالات دومین کارگاه در مورد زیرساخت کامپایلر LLVM در HPC. LLVM '15 نیویورک، نیویورک، ایالات متحده آمریکا (2015). انجمن ماشین های محاسباتی.
https://doi.org/​10.1145/​2833157.2833162

[37] MOSEK ApS. MOSEK Fusion API برای پایتون. https://docs.mosek.com/​latest/​pythonfusion/​index.html (2019).
https://docs.mosek.com/​latest/​pythonfusion/​index.html

[38] یوهان لوفبرگ. "YALMIP: جعبه ابزاری برای مدل سازی و بهینه سازی در متلب". در مجموعه مقالات کنفرانس CACSD. تایپه، تایوان (2004). آدرس اینترنتی: yalmip.github.io/​.
https://yalmip.github.io/​

[39] میگل ناواسکوئز، استفانو پیرونیو و آنتونیو آسین. "محدود کردن مجموعه همبستگی های کوانتومی". فیزیک کشیش لِت 98, 010401 (2007). arXiv:quant-ph/0607119.
https://doi.org/​10.1103/​PhysRevLett.98.010401
arXiv:quant-ph/0607119

[40] میگل ناواسکوئز، استفانو پیرونیو و آنتونیو آسین. "سلسله مراتب همگرا از برنامه های نیمه معین که مجموعه ای از همبستگی های کوانتومی را مشخص می کند". جدید جی. فیزیک. 10, 073013 (2008). arXiv:0803.4290.
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1367-2630/​10/​7/​073013
arXiv: 0803.4290

[41] استفانو پیرونیو، میگل ناواسکوئس و آنتونیو آسین. "آرامش های همگرای مسائل بهینه سازی چند جمله ای با متغیرهای غیر جابه جایی". SIAM J. Optim. 20, 2157–2180 (2010). arXiv:0903.4368.
https://doi.org/​10.1137/​090760155
arXiv: 0903.4368

[42] توبیاس مورودر، ژان دانیل بانکال، یئونگ-چرنگ لیانگ، مارتین هافمن و اوتفرید گون. "کمی درهم تنیدگی مستقل از دستگاه و کاربردهای مرتبط". فیزیک کشیش لِت 111, 030501 (2013). arXiv:1302.1336.
https://doi.org/​10.1103/​PhysRevLett.111.030501
arXiv: 1302.1336

[43] آلخاندرو پوزاس-کرستینز. "اطلاعات کوانتومی خارج از اطلاعات کوانتومی". رساله دکتری. Universitat Politécnica de Catalunya. (2019). آدرس اینترنتی: http://hdl.handle.net/​10803/​667696.
http://hdl.handle.net/​10803/​667696

[44] N. دیوید مرمین. اسرار کوانتومی بازبینی شد. عامر J. Phys. 58, 731-734 (1990).
https://doi.org/​10.1119/​1.16503

[45] پائولو آبیوسو، تاماس کریواچی، امانوئل-کریستین بوگیو، مارک الیویه رنو، آلخاندرو پوزاس-کرستینز و آنتونیو آچین. "غیرمحلی تک فوتونی در شبکه های کوانتومی". فیزیک Rev. Research 4, L012041 (2022). arXiv:2108.01726.
https://doi.org/​10.1103/​PhysRevResearch.4.L012041
arXiv: 2108.01726

[46] ماریامی گاچیلادزه، نیکولای میکلین و رافائل چاوز. «کمی‌سازی تأثیرات علی در حضور یک علت مشترک کوانتومی». فیزیک کشیش لِت. 125, 230401 (2020). arXiv:2007.01221.
https://doi.org/​10.1103/​PhysRevLett.125.230401
arXiv: 2007.01221

[47] آیریس آگرستی، داویده پودرینی، لئوناردو گورینی، میکله مانکوزی، گونزالو کارواچو، لئاندرو آئولیتا، دانیل کاوالکانتی، رافائل چاوز و فابیو اسکیارینو. "تولید تصادفی تایید شده مستقل از دستگاه تجربی با ساختار علی ابزاری". اشتراک. فیزیک 3, 110 (2020). arXiv:1905.02027.
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s42005-020-0375-6
arXiv: 1905.02027

[48] آیریس آگرستی، داویده پودرینی، بئاتریس پولاکی، نیکولای میکلین، ماریامی گاچیلادزه، آلسیا سوپرانو، امانوئل پولینو، جورجیو میلانی، گونزالو کارواچو، رافائل چاوز و فابیو اسکیارینو. "آزمون تجربی تاثیرات علی کوانتومی". علمی Adv. 8, eabm1515 (2022). arXiv:2108.08926.
https://doi.org/​10.1126/​sciadv.abm1515
arXiv: 2108.08926

[49] شین منسفیلد و توبیاس فریتز پارادوکس غیرمحلی هاردی و شرایط احتمالی برای غیرمحلی بودن. پیدا شد. فیزیک 42, 709-719 (2012). arXiv:1105.1819.
https:/​/​doi.org/​10.1007/​s10701-012-9640-1
arXiv: 1105.1819

[50] دنیس روست، فیلیپه مونته آلگره-مورا و ژان دانیل بانکال. "RepLAB: یک رویکرد محاسباتی/عددی به نظریه نمایش". در نظریه کوانتومی و تقارن. صفحات 643-653. سری CRM در فیزیک ریاضی. مجموعه مقالات یازدهمین سمپوزیوم بین المللی، مونترال، اسپرینگر (11). arXiv:2021.
https:/​/​doi.org/​10.1007/​978-3-030-55777-5_60
arXiv: 1911.09154

[51] کیم چوان تو، مایکل جی. تاد، و رها اچ. توتونکو. "SDPT3 - یک بسته نرم افزاری متلب برای برنامه نویسی نیمه معین". بهینه. Metods Softw. 11, 545-581 (1999).
https://doi.org/​10.1080/​10556789908805762

[52] استیون دایموند و استیون بوید. "CVXPY: یک زبان مدل سازی تعبیه شده در پایتون برای بهینه سازی محدب". جی. ماخ. فرا گرفتن. Res. 17، 1-5 (2016). arXiv:1603.00943.
https://doi.org/​10.48550/​arXiv.1603.00943
arXiv: 1603.00943

[53] برندان اودوناگو، اریک چو، نیل پاریک و استفان بوید. "SCS: Splitting Conic Solver". https://github.com/​cvxgrp/​scs (2021).
https://github.com/​cvxgrp/​scs

[54] Gurobi Optimization, LLC. ” راهنمای مرجع بهینه ساز گوروبی ” . https://www.gurobi.com (2022).
https://www.gurobi.com

[55] گیوم ساگنول و ماکسیمیلیان استالبرگ. PICOS: رابط پایتون برای حل‌کننده‌های بهینه‌سازی مخروطی. J. نرم افزار منبع باز. 7, 3915 (2022).
https://doi.org/​10.21105/​joss.03915

[56] مارتین اس. اندرسن، یواخیم دال، و لیون واندنبرگه. "CVXOPT: نرم افزار پایتون برای بهینه سازی محدب". http://cvxopt.org/​ (2015).
http://cvxopt.org/

[57] دانیل بروش و اتین دکلرک. "کاهش تقارن اردن برای بهینه سازی مخروطی بر روی مخروط غیر منفی مضاعف: نظریه و نرم افزار". بهینه. Methods Softw. 37، 2001–2020 (2022). arXiv:2001.11348.
https://doi.org/​10.1080/​10556788.2021.2022146
arXiv: 2001.11348

ذکر شده توسط

[1] رابین لورنز و شان تول، "مدل های علی در نمودارهای رشته ای"، arXiv: 2304.07638, (2023).

نقل قول های بالا از SAO/NASA Ads (آخرین به روز رسانی با موفقیت 2023-05-05 01:00:09). فهرست ممکن است ناقص باشد زیرا همه ناشران داده های استنادی مناسب و کاملی را ارائه نمی دهند.

On سرویس استناد شده توسط Crossref هیچ داده ای در مورد استناد به آثار یافت نشد (آخرین تلاش 2023-05-05 01:00:08).

تمبر زمان:

بیشتر از مجله کوانتومی