可靠性的科学探索:从经典到量子

作为设备稳定服役能力的一种衡量,可靠性对工程技术发展和创新十分重要。基于物理、信息论和统计方法的耦合,可靠性研究正逐步发展并有望成为一门新的科学。同时随着量子技术的发展,量子相干器件及设备将会被大量地植入到传统装备系统中。这不仅给可靠性自身的研究带来新的机遇和挑战,也会使量子物理和可靠性研究交叉起来,导致交叉领域思想上的原始创新。文章首先介绍可靠性研究从工程向科学迈进的历程,然后从可靠性工程需求的视角介绍量子可靠性的基本概念和逻辑,强调量子自洽历史对寿命统计的内在描述,最后结合目前量子技术所面临的退相干挑战,展望可靠性工程对量子技术的潜在应用。

基于最大熵原理可靠性分析的病毒传播模型

应用基于最大熵原理的复杂系统可靠性分析方法对病毒在宿主、易感染者和移除者等共存系统中的传播问题进行了系统的动力学理论分析.在本研究中,我们将病毒传播问题中的病死速率、发病速率和治愈速率等实际统计参量映射成可靠性理论中描述个体行为的风险(退化)函数:个体宿主的病死速率和治愈速率对应于可修复系统的失效率和修复率;潜伏期阶段患者发病速率对应于可靠性理论中的失效率.通过最大熵原理,本文研究融合了病死时间、治愈周期和潜伏期等统计量的各阶矩信息,从而推断出最概然的病死速率、发病速率和治愈速率.最后,以包含易感、感染(确诊与潜伏期)和移除四类人群的传播模型(SEIR模型)为例,结合基于最大熵原理的退化函数推断,分析了新型冠状病毒肺炎(Corona Virus Disease 2019, COVID-19)传播的一些理论问题.