Grover量子算法在搜索无序数据库最小值中的应用

Grove量子搜索算法利用了量子态的并行计算的特性,具有高效的搜索效率,因此得到了深入研究和广泛应用.详细分析了Grover量子搜索算法的原理和性能,通过仿真验证了该算法的搜索效率.研究了改进的Graver算法及其在无序数据库搜索中的应用,给出了一种求无序数据库最小值的量子算法.仿真试验表明,相对于常规搜索算法,该算法在保证高搜索成功概率的同时,大大减少了搜索次数,时间复杂度仅为O(平方根N).     

一种改进的Grover量子搜索算法

Grover量子搜索算法以O(平方根N)的时间复杂度进行非结构化数据库穷举搜索,但当问题的解的个数增加,得到解的概率反而减少.本文分析了这种现象的原因,并提出了基于扩大搜索空间的改进算法.同时,为了在成功概率与迭代次数之间折中,增加一个新参数i使得算法可调.求逆问题的仿真实验表明该方法在同等迭代次数的条件下,成功概率高于传统Grover算法;且如果迭代次数不限,则成功概率可以更高.因此,本文算法更加有效.     

基于量子计算方法的多址DCSK通信系统的研究

为了降低多用户之间的干扰问题,提出了一种新的混沌多址通信系统（多比特MA-DCSK）,并设计了该系统的多用户检测算法。通过仿真实验,比较了该多比特MA-DCSK系统与可变延时MA-DCSK系统的误码率性能,证明了该系统具有更低的误码率。利用量子并行运算的特性,采用Grover量子算法解决多用户检测算法的计算复杂度,这种算法可以将复杂度从 降低到 。仿真结果表明,在不影响系统性能的同时,量子算法可以有效地降低计算复杂度。     

基因信息处理中的量子搜索特性

DNA复制和蛋白质合成过程中的核苷酸基配对过程可以看成是无序数据项的搜索问题.量子搜索与经典搜索相比,具有平方根数量级的加速.本文通过符合Grover量子搜索算法的经典谐振子系统和量子隧道效应建立了核甘酸基配对和氢键形成的模型,并从维持量子相干性的角度探讨了DNA聚合酶的催化作用,从信息学的角度论证了生物信息处理的优化.     

基于SRM检测算法的量子多用户检测研究

量子多用户检测为经典多用户检测最优解这一NP难解问题提供了一种有效的解决方法。本文利用量子多址通信模型,设计量子SRM检测算子,进行基于SRM检测的量子多用户检测算法的仿真及性能分析,提出了该算法的简化方法,并对各种可能影响算法性能的因素加以讨论。仿真结果表明,基于SRM算法的量子多用户检测方法具有很好的检测性能,简化后的算法计算复杂度大幅下降,算法的实用性得以增强。     

迭代次数自适应的Grover算法

本文提出了利用相位门自动控制Grover搜索算法迭代次数的算法．Grover搜索算法最终得到目标分量的概率非常依赖于酉算子迭代的次数．迭代次数的计算依赖于目标分量的数量．因此当目标分量数未知时,该方法无法以高概率测量到目标分量．在以往的解决方案中需要较高的Oracle查询复杂度才能以一定概率得到目标分量的数量．本文提出了一种通过判断叠加态相位正负性,可自动控制Grover搜索算法迭代次数的方法．只需要添加一个判断相位的门电路,仅增加一次Oracle查询次数就可以精确的在最优迭代次数时停止Grover搜索算法,在搜索空间较小时可比原算法有更大的概率得到目标分量．     

基于混合量子进化的STBC-MIMO MC-CDMA系统多用户检测算法研究

针对STBC-MIMO MC-CDMA多用户检测方法存在计算复杂度高、工程实现困难的问题,提出利用一种混合量子进化算法（HQEA）解决STBC-MIMO MC-CDMA多用户检测问题,该算法不仅具有较低的计算复杂度,而且解决了量子进化算法容易陷入局部最优解、参数个数较多和通过查表来更新量子门的问题。仿真表明,该算法在STBC-MIMO MC-CDMA系统多用户检测问题上,具有比其他智能算法更强的跳出局部最优和寻找全局最优的能力。     

量子移动互联通信传输及路由协议研究

构建了量子无线通信网络模型,通过中继点两端量子信道的建立获得源端所发出的信息,实现多级量子无线网络信息的传输;基于经典认证,采用量子隐形传态和纠缠交换技术传输携带信息的量子态,实现了无线通信网络的身份认证;结合Grover量子搜索算法,在限定跳数内搜索路由度量最大的路径作为目标解径,避免了量子信道因纠缠量子对的消耗而断开,保证了成功率,降低了量子通信网络的计算量,使路由搜索快速收敛.     

基于免疫克隆量子算法的多用户检测器

为了解决CDMA系统最佳多用户检测的高计算复杂度问题,基于免疫克隆选择理论和新的遗传量子算法,该文提出了免疫克隆量子算法。该算法把根据神经网络制作的疫苗接种到克隆量子算法的每一代中,通过接种疫苗到CQA中,可以加快CQA的收敛速度减少计算复杂度。另外,CQA所提供的好的初值可以改善疫苗的性能,接种的疫苗还改善了CQA的性能,文中给出了在免疫克隆量子算法中使用随机神经网络制作疫苗的统一理论框架结构。仿真结果证明了该方法不仅能够快速收敛到全局最优解,并且无论抗多址干扰能力和抗远近效应能力都优于传统检测器和一些应用以前智能计算算法的多用户检测器。     

基于混合优化算法的正交多相码的设计

通过结合模拟退火算法的概率接受准则和蚁群算法的并行搜索，提出了一种有效的混合优化算法，设计出了具有良好自相关和互相关性能的正交信号组。混合算法弥补了模拟退火算法的搜索效率低和蚁群算法的容易陷入局部最小值的缺点，提高了全局搜索的能力。仿真结果表明，在搜索最优正交多相码方面该混合优化算法优于其他搜索算法。