Conversational AI-Enhanced Exploration System to Query Large-Scale Digitised Collections of Natural History Museums

Dieses Paper stellt ein menschenzentriertes System vor, das konversationelle KI nutzt, um über natürliche Sprache und interaktive Karten auf die etwa 1,7 Millionen digitalen Sammlungsdaten des Australian Museum zuzugreifen und so die Erschließung großer naturhistorischer Bestände für die Öffentlichkeit erleichtert.

Yiyuan Wang, Andrew Johnston, Zoë Sadokierski, Rhiannon Stephens, Shane T. AhyongThu, 12 Ma🤖 cs.AI

Early-Stage Cancer Biomarker Detection via Intravascular Nanomachines: Modeling and Analysis

Diese Studie modelliert und analysiert die Früherkennung von Krebsbiomarkern mittels intravaskulärer Nanomaschinen und zeigt, dass realistische Gefäßtransportmechanismen die Nachweiswahrscheinlichkeit verringern, wobei Kapillaren über alle Nanomaschinengrößen hinweg die höchsten Detektionsraten aufweisen.

Abdollah Rezagholi, Sergi Abadal, Filip Lemic, Eduard Alarcon, Ethungshan ShitiriThu, 12 Ma💻 cs

Hybridlane: A Software Development Kit for Hybrid Continuous-Discrete Variable Quantum Computing

Das Paper stellt Hybridlane vor, ein Open-Source-Software Development Kit, das eine einheitliche Schnittstelle für die Entwicklung hybrider Quantenschaltungen aus diskreten Qubits und kontinuierlichen Qumodes bietet, indem es automatische Typinferenz, speichereffiziente Beschreibungen ohne Simulation und Kompatibilität mit bestehenden Frameworks sowie Hardware-Backends ermöglicht.

Jim Furches, Timothy J. Stavenger, Carlos Ortiz MarreroThu, 12 Ma⚛️ quant-ph

Reference Architecture of a Quantum-Centric Supercomputer

Der Artikel stellt eine Referenzarchitektur und einen Fahrplan für Quanten-zentrierte Supercomputer (QCSC) vor, die durch die nahtlose Integration von Quanten-, Grafik- und Prozessoren in drei Entwicklungsphasen die manuelle Orchestrierung überwinden und hybride Quanten-Klassische Algorithmen für komplexe Anwendungen in Chemie und Materialwissenschaft beschleunigen sollen.

Seetharami Seelam, Jerry M. Chow, Antonio Córcoles, Sarah Sheldon, Tushar Mittal, Abhinav Kandala, Sean Dague, Ian Hincks, Hiroshi Horii, Blake Johnson, Michael Le, Hani Jamjoom, Jay M. GambettaThu, 12 Ma⚡ eess

Report for NSF Workshop on Algorithm-Hardware Co-design for Medical Applications

Dieser Bericht fasst die Diskussionen und strategischen Empfehlungen des NSF-Workshops vom September 2024 zusammen, der interdisziplinäre Experten zusammenbrachte, um einen fundamentalen Wandel im Entwurf, der Validierung und der klinischen Translation von medizinischen Technologien durch algorithmisch-hardwarebasierte Co-Design-Ansätze zu fordern.

Peipei Zhou, Zheng Dong, Insup Lee, Aidong Zhang, Robert Dick, Majid Sarrafzadeh, Xiaodong Wu, Weisong Shi, Zhuoping Yang, Jingtong Hu, Yiyu ShiThu, 12 Ma💻 cs

Laser interferometry as a robust neuromorphic platform for machine learning

Die Arbeit stellt eine robuste neuromorphe Plattform für maschinelles Lernen vor, die ein optisches neuronales Netzwerk ausschließlich mit linearen optischen Ressourcen und Phasenverschiebungen zur Realisierung von Nichtlinearitäten implementiert und dabei sowohl effizientes In-situ-Lernen als auch hohe Resilienz gegenüber Photonenverlusten ermöglicht.

Amanuel Anteneh, Kyungeun Kim, J. M. Schwarz, Israel Klich, Olivier PfisterMon, 09 Ma🔬 physics.optics

Online unsupervised Hebbian learning in deep photonic neuromorphic networks

Die Autoren stellen eine rein optische Architektur für tiefe neuromorphe Netzwerke vor, die durch einen lokalen optischen Rückkopplungsmechanismus und nichtflüchtige Phasenwechselmaterial-Synapsen eine Online-Hebbian-Lernfähigkeit ermöglicht und auf einer handelsüblichen Faseroptik-Plattform eine 100-prozentige Erkennungsrate bei der Buchstabenerkennung ohne energieineffiziente optisch-elektrisch-optische Konversionen erreicht.

Xi Li, Disha Biswas, Peng Zhou, Wesley H. Brigner, Anna Capuano, Joseph S. Friedman, Qing GuMon, 09 Ma🔬 physics.optics

Human-Data Interaction, Exploration, and Visualization in the AI Era: Challenges and Opportunities

Diese Arbeit untersucht die durch KI-Entwicklungen ausgelösten Herausforderungen und Chancen für die Mensch-Daten-Interaktion, indem sie bestehende Grenzen in Bezug auf Unsicherheit, Skalierbarkeit und Interpretierbarkeit aufzeigt und einen Paradigmenwechsel hin zu kognitiv und wahrnehmungsorientierten, menschzentrierten Systemen für die Datenanalyse fordert.

Jean-Daniel Fekete, Yifan Hu, Dominik Moritz, Arnab Nandi, Senjuti Basu Roy, Eugene Wu, Nikos Bikakis, George Papastefanatos, Panos K. Chrysanthis, Guoliang Li, Lingyun YuMon, 09 Ma🤖 cs.AI

Autocorrelation effects in a stochastic-process model for decision making via time series

Die Studie zeigt, dass in einem stochastischen Entscheidungsmodell auf Basis von Zeitreihen negative Autokorrelation in reward-reichen Umgebungen und positive Autokorrelation in reward-armen Umgebungen die Entscheidungsqualität optimiert, während bei einer Summe der Gewinnwahrscheinlichkeiten von genau 1 keine Abhängigkeit von der Autokorrelation besteht.

Tomoki Yamagami, Mikio Hasegawa, Takatomo Mihana, Ryoichi Horisaki, Atsushi UchidaMon, 09 Ma🔬 physics.optics

Scalable Digital Compute-in-Memory Ising Machines for Robustness Verification of Binary Neural Networks

Diese Arbeit stellt einen skalierbaren, digitalen Compute-in-Memory-Ising-Maschinen-Ansatz auf SRAM-Basis vor, der die Robustheitsverifikation von binären neuronalen Netzen durch Umformulierung als QUBO-Problem und effiziente Suche nach adversariellen Störungen mittels unvollkommener Lösungen drastisch beschleunigt und den Energieverbrauch im Vergleich zu herkömmlichen CPU-Implementierungen erheblich senkt.

Madhav Vadlamani, Rahul Singh, Yuyao Kong, Zheng Zhang, Shimeng YuMon, 09 Ma💻 cs

Transition from Statistical to Hardware-Limited Scaling in Photonic Quantum State Reconstruction

Die Studie zeigt, dass die Genauigkeit der klassischen Schatten-Tomographie auf integrierten photonischen Prozessoren durch eine fundamentale Hardware-Grenze begrenzt wird, bei der der Rekonstruktionsfehler trotz statistischer Skalierung aufgrund spektraler Verzerrungen und dynamischer Dekohärenz auf einem unvermeidbaren Rauschboden stagniert.

Attila Baumann, Zsolt Kis, János Koltai, Gábor VattayFri, 13 Ma🔬 physics.optics