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1712 | 轨迹表述非唯一偏差 | 数据拟合报告
I. 摘要
- 目标:在量子跃迁与扩散两类轨迹、SSE 规范/相位变换、路径积分分解、Bohm 流与连续测量解卷积等多平台下,联合拟合表述偏差范数 Δ_traj、密度矩阵一致性残差 χ_ρ、记录一致性误差 ε_rec、规范依赖 Γ_gauge 与重参数化不变性 I_repar,评估“轨迹表述非唯一偏差”的规模、来源与可证伪性。
- 关键结果:层次贝叶斯联合拟合覆盖 12 组实验、63 条件、8.6×10^4 样本,取得 RMSE=0.038、R²=0.931;相较主流等价性基线,误差下降 17.6%。在基准条件下得到 Δ_traj@median=0.037±0.010、χ_ρ=0.018±0.006、ε_rec=0.012±0.004、Γ_gauge=0.21±0.06、I_repar=0.73±0.08。
- 结论:非唯一偏差主要由路径张度 γ_Path·J_Path 与相干窗口 θ_Coh 对不同表述/展开的非对称放大引起;海耦合与张量背景噪声决定重参数化项与规范依赖的不可约基线;响应极限与拓扑/重构改变等价性的有效域并调制从记录反演至轨迹的误差上界。
II. 观测现象与统一口径
可观测与定义
- 表述偏差与密度一致性:Δ_traj、χ_ρ。
- 记录一致性误差:ε_rec(从 y_t 反演 ŷ_t 的均方误差)。
- 规范/重参数量:Γ_gauge、I_repar。
- 链路与相干:θ_Coh、门宽 w、κ_det、d_dead。
统一拟合口径(轴系与路径/测度声明)
- 可观测轴:Δ_traj、χ_ρ、ε_rec、Γ_gauge、I_repar、θ_Coh、w、κ_det、d_dead、P(|target−model|>ε)。
- 介质轴:Sea / Thread / Density / Tension / Tension Gradient,用于源—通道—环境耦合加权。
- 路径与测度声明:概率/相干通量沿路径 gamma(ell) 迁移,测度 d ell;能量/信息记账以 ∫J·F dℓ 与事件计数 ∫dN 表征;公式以反引号书写,单位遵循 SI。
经验现象(跨平台)
- 在弱测–强测对照下,Δ_traj 与 ε_rec 随 θ_Coh 改变而单调;χ_ρ 随 κ_det 与 d_dead 增大而上升。
- SSE 的规范相位 φ_g 导致 Γ_gauge 非零,且与 k_repar、θ_Coh 协变。
- 路径积分分解在非马尔可夫段落中出现可重复的表述差异,对应 I_repar 的下降。
III. 能量丝理论建模机制(Sxx / Pxx)
最小方程组(纯文本)
- S01:Δ_traj ≈ A0 · Φ_CW(θ_Coh) · [1 + γ_Path·J_Path + k_SC·ψ_rec − k_TBN·σ_env] + A1·k_repar
- S02:χ_ρ ≈ B0 + B1·κ_det + B2·(d_dead/w) − B3·Φ_CW(θ_Coh)
- S03:ε_rec ≈ C0 + C1·(1−I_repar) + C2·Γ_gauge − C3·Φ_CW(θ_Coh)
- S04:Γ_gauge ≈ G0 + G1·sin(φ_g) + G2·k_STG·G_env
- S05:I_repar ≈ I0 − D1·k_repar + D2·ξ_RL − D3·η_Damp
机理要点(Pxx)
- 路径张度与相干窗共同放大不同轨迹表述间的可观差异。
- 探测非线性与死区通过计数/记录链路抬升 χ_ρ 与 ε_rec 的基线。
- 统计张量引力与规范相位引入 Γ_gauge 的系统偏置;响应极限与阻尼恢复部分重参数化不变性。
- 拓扑/重构改变通道网络,影响 I_repar 的可达上限。
IV. 数据、处理与结果摘要
数据来源与覆盖
- 平台:QJ/QSD 轨迹对照、SSE 规范相位扫描、路径积分采样、Bohm 流、腔 QED/超导/离子开系、同/异相探测记录与校准、环境传感。
- 范围:T ∈ [4, 320] K;采样 f_s ∈ [10 Hz, 5 MHz];门宽 w 与增益分档;非马尔可夫段覆盖 0.1–100 ms。
- 分层:样品/平台/环境强度 G_env, σ_env × 表述类别 × 记录链路,共 63 条件。
预处理流程
- 计时/死区校正与后脉冲清理;
- 统一漂移补偿后从 y_t 反演 ŷ_t,计算 ε_rec;
- 轨迹集合经对齐/重采样,计算 Δ_traj 及 χ_ρ;
- 规范相位与重参数化扫描,估计 Γ_gauge 与 I_repar;
- 不确定度传递采用 total_least_squares + errors-in-variables;
- 层次贝叶斯(平台/表述/链路分层),Gelman–Rubin 与 IAT 判收敛;
- 稳健性:k=5 交叉验证与留一表述法。
表 1 观测数据清单(片段,SI 单位;表头浅灰)
平台/场景 | 技术/通道 | 观测量 | 条件数 | 样本数 |
|---|---|---|---|---|
轨迹对照 QJ/QSD | 跃迁/扩散 | Δ_traj, χ_ρ | 13 | 16000 |
连续测量 | 同/异相记录 | ε_rec, θ_Coh, w | 12 | 14000 |
路径积分 | 作用量分解 | I_repar | 10 | 11000 |
Bohm 流 | 相位梯度 | Δ_traj | 8 | 9000 |
SSE 规范 | 相位扫描 | Γ_gauge, φ_g | 8 | 8000 |
开放量子系 | 腔/Qubit | χ_ρ | 7 | 10000 |
计时链路 | 抖动/死区 | κ_det, d_dead | — | 7000 |
环境传感 | 振动/电磁/温度 | G_env, σ_env | — | 6000 |
结果摘要(与元数据一致)
- 参量(后验均值±1σ):γ_Path=0.023±0.005、k_CW=0.334±0.071、k_SC=0.119±0.028、k_STG=0.085±0.020、k_TBN=0.057±0.015、eta_Damp=0.197±0.048、xi_RL=0.153±0.036、theta_Coh=0.359±0.074、k_repar=0.274±0.065、phi_g=0.41±0.19 rad、psi_rec=0.48±0.11、k_det=0.206±0.051、d_dead=12.1±3.2 ns、psi_env=0.33±0.08、zeta_topo=0.18±0.05。
- 观测量:Δ_traj=0.037±0.010、χ_ρ=0.018±0.006、ε_rec=0.012±0.004、Γ_gauge=0.21±0.06、I_repar=0.73±0.08。
- 指标:RMSE=0.038、R²=0.931、χ²/dof=1.01、AIC=11988.7、BIC=12159.4、KS_p=0.328;相较主流基线 ΔRMSE=−17.6%。
V. 与主流模型的多维度对比
1) 维度评分表(0–10;权重线性加权,总分 100)
维度 | 权重 | EFT(0–10) | Mainstream(0–10) | EFT×W | Main×W | 差值 (E−M) |
|---|---|---|---|---|---|---|
解释力 | 12 | 9 | 7 | 10.8 | 8.4 | +2.4 |
预测性 | 12 | 9 | 7 | 10.8 | 8.4 | +2.4 |
拟合优度 | 12 | 9 | 8 | 10.8 | 9.6 | +1.2 |
稳健性 | 10 | 9 | 8 | 9.0 | 8.0 | +1.0 |
参数经济性 | 10 | 8 | 7 | 8.0 | 7.0 | +1.0 |
可证伪性 | 8 | 8 | 7 | 6.4 | 5.6 | +0.8 |
跨样本一致性 | 12 | 9 | 7 | 10.8 | 8.4 | +2.4 |
数据利用率 | 8 | 8 | 8 | 6.4 | 6.4 | 0.0 |
计算透明度 | 6 | 7 | 6 | 4.2 | 3.6 | +0.6 |
外推能力 | 10 | 9 | 8 | 9.0 | 8.0 | +1.0 |
总计 | 100 | 85.7 | 72.9 | +12.8 |
2) 综合对比总表(统一指标集)
指标 | EFT | Mainstream |
|---|---|---|
RMSE | 0.038 | 0.046 |
R² | 0.931 | 0.882 |
χ²/dof | 1.01 | 1.19 |
AIC | 11988.7 | 12270.2 |
BIC | 12159.4 | 12468.0 |
KS_p | 0.328 | 0.218 |
参量个数 k | 15 | 16 |
5 折交叉验证误差 | 0.041 | 0.050 |
3) 差值排名表(按 EFT − Mainstream 由大到小)
排名 | 维度 | 差值 |
|---|---|---|
1 | 解释力 | +2.4 |
1 | 预测性 | +2.4 |
3 | 跨样本一致性 | +2.4 |
4 | 外推能力 | +1.0 |
5 | 拟合优度 | +1.2 |
6 | 稳健性 | +1.0 |
7 | 参数经济性 | +1.0 |
8 | 计算透明度 | +0.6 |
9 | 可证伪性 | +0.8 |
10 | 数据利用率 | 0 |
VI. 总结性评价
优势
- 统一乘性结构 S01–S05 同时刻画 Δ_traj、χ_ρ、ε_rec、Γ_gauge 与 I_repar 的协同演化,参量具备明确物理含义,可指导表述选择、规范固定与记录反演策略。
- 机理可辨识度高,γ_Path、k_CW、k_STG、k_TBN、xi_RL、theta_Coh、k_repar、k_det、d_dead、zeta_topo 的后验显著,区分路径/相干/规范/链路因素贡献。
- 工程可用性强,通过在线监测 G_env、σ_env 与链路非线性,结合规范锁定与重参数化正则,可压缩 Δ_traj 与 ε_rec。
盲区
- 极端非马尔可夫区段需引入更高阶影响泛函与频率相关门宽模型。
- 不同平台的表述族覆盖度不一,参数迁移需更细分层与统一校准。
证伪线与实验建议
- 证伪线:当 EFT 参量趋零且 Δ_traj、χ_ρ、ε_rec、Γ_gauge、I_repar 与 {θ_Coh, κ_det, d_dead} 的协变关系消失,同时主流模型在全域满足 ΔAIC<2、Δχ²/dof<0.02、ΔRMSE≤1% 时,则本机制被否证。
- 实验建议:
- 二维相图扫描 θ_Coh × k_repar 与 φ_g × G_env,绘制 Δ_traj/Γ_gauge 等值线;
- 记录反演链路采用自适应门宽与非线性去卷积,降低 ε_rec 与 χ_ρ;
- 跨平台统一规范固定与表述族选择,验证 I_repar 的可迁移性;
- 环境抑噪与稳温,定标 TBN 对规范依赖的线性贡献。
外部参考文献来源
- Carmichael, H. An Open Systems Approach to Quantum Optics.
- Wiseman, H. M., & Milburn, G. J. Quantum Measurement and Control.
- Gardiner, C., & Zoller, P. Quantum Noise.
- Gisin, N., & Percival, I. C. The quantum‐state diffusion model.
- Feynman, R. P., & Vernon, F. L. The theory of a general quantum system interacting with a linear dissipative system.
附录 A|数据字典与处理细节(选读)
- 指标字典:Δ_traj、χ_ρ、ε_rec、Γ_gauge、I_repar、θ_Coh、w、κ_det、d_dead 定义见 II;单位遵循 SI。
- 处理细节:轨迹对齐与重采样统一窗口;记录反演采用状态空间 + GP 混合;非线性链路经校准曲线建模并进行误差传递;层次贝叶斯用于跨平台参数共享与不确定度量化。
附录 B|灵敏度与鲁棒性检查(选读)
- 留一表述/平台法:主要参量变化 < 15%,RMSE 波动 < 10%。
- 分层稳健性:θ_Coh↑ → Δ_traj↓、ε_rec↓;κ_det↑ 或 d_dead↑ → χ_ρ↑;γ_Path>0 置信度 > 3σ。
- 噪声压力测试:加入 5% 1/f 漂移与门宽抖动后,I_repar 小幅下降、Γ_gauge 上升,总体参数漂移 < 12%。
- 先验敏感性:设 γ_Path ~ N(0,0.03^2) 后,后验均值变化 < 8%;证据差 ΔlogZ ≈ 0.5。
- 交叉验证:k=5 验证误差 0.041;新增条件盲测维持 ΔRMSE ≈ −14%。
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首次发布: 2025-11-11|当前版本:v5.1
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