量子免疫算法在电网故障诊断中的应用

针对电网故障模型中原有故障目标函数存在多解的问题,综合考虑了重合闸、不同保护以及主后备保护之间的相互关系对目标函数的影响,建立了新的目标函数.同时,针对遗传算法所需种群多,收敛速度慢等缺点,提出了一种基于量子免疫算法的故障诊断方法.该算法采用量子比特编码染色体,利用克隆算子和量子门来引导变异,使得当前最优个体的信息能够很容易扩大到下一代,具有种群规模小,收敛速度快,全局寻优能力强的特点.实验表明,改进的模型是合理的,量子免疫算法综合性能优于传统的遗传算法,说明该算法是可行的.     

量子免疫算法在电网故障诊断中的应用

针对电网故障模型中原有故障目标函数存在多解的问题,综合考虑了重合闸、不同保护以及主后备保护之间的相互关系对目标函数的影响,建立了新的目标函数。同时,针对遗传算法所需种群多,收敛速度慢等缺点,提出了一种基于量子免疫算法的故障诊断方法。该算法采用量子比特编码染色体,利用克隆算子和量子门来引导变异,使得当前最优个体的信息能够很容易扩大到下一代,具有种群规模小,收敛速度快,全局寻优能力强的特点。实验表明,改进的模型是合理的,量子免疫算法综合性能优于传统的遗传算法,说明该算法是可行的。     

750 kV输变电工程复合外绝缘应用进展及展望

针对电力系统无功优化问题的离散性和多约束非线性特点,提出一种混沌量子免疫算法的电力系统无功优化方法。该算法利用量子比特和由Logistic映射产生的混沌变量来初始化寻优量子抗体,从而保证了算法的遍历寻优和搜索高效性。通过量子旋转门来实施抗体的克隆扩增和变异,利用线性变换将量子抗体由单位空间映射到寻优问题的解空间。IEEE30节点仿真验证混沌量子免疫算法用于电力系统无功优化的可行性和有效性。     

基于混沌量子免疫算法的电力系统无功优化

针对电力系统无功优化问题的离散性和多约束非线性特点,提出一种混沌量子免疫算法的电力系统无功优化方法。该算法利用量子比特和由Logistic映射产生的混沌变量来初始化寻优量子抗体,从而保证了算法的遍历寻优和搜索高效性。通过量子旋转门来实施抗体的克隆扩增和变异,利用线性变换将量子抗体由单位空间映射到寻优问题的解空间。IEEE30节点仿真验证混沌量子免疫算法用于电力系统无功优化的可行性和有效性。     

基于QIA的电网故障诊断

提出了一种基于量子免疫算法的故障诊断方法。该算法采用量子比特编码染色体,利用克隆算子和量子门来引导变异,使得当前最优个体的信息能够很容易扩大到下一代,具有种群规模小,收敛速度快,全局寻优能力强的特点。实验表明,量子免疫算法综合性能优于传统的遗传算法,说明该算法是可行的。     

基于量子序优化混合算法的输电网规划

序优化理论是一种基于绝对随机抽取可行解的优化算法,最优解具有高概率的可信度.量子算法是一种局部搜索能力强的搜索算法.利用量子算法的强大的局部搜索功能与序优化混合,构造出随机性和方向性比较平衡的量子序优化混合算法.针对输电网规划这样一个复杂的组合优化问题,建立相应的数学模型,采用量子序优化混合算法求解.18节点系统算例的...     

基于量子人工鱼群混合算法的输电网规划

人工鱼群算法是一种基于动物自治体模型的优化算法,量子算法是一种随机搜索算法,全局随机搜索能力强。利用鱼群算法强大的局部搜索功能与量子算法混合,构造出随机性和方向性比较平衡的量子人工鱼群混合算法。针对输电网络网架的优化规划这样一个复杂的组合优化问题,建立相应的数学模型,采用量子人工鱼群混合算法求解。24节点系统的计算结果表明,该算法用于电力系统输电网规划问题是可行的,有效的。     

电力市场中最优潮流模型及算法研究

对传统最优潮流模型做了改进,提出了基于模糊理论和多目标优化理论的最优潮流模型,综合考虑了网损量最小和有功、无功购电费用最低3个目标;将免疫克隆算法和变尺度混沌搜索方法有机地结合起来,形成了免疫克隆混沌优化算法,并应用于改进最优潮流模型的求解。用IEEE 14节点算例进行了仿真分析,结果表明改进最优潮流模型有效,采用免疫克隆混沌算法对改进最优潮流模型求解是可行和高效的。     

基于免疫记忆克隆选择算法的多目标无功优化

结合免疫记忆学说和克隆选择原理,提出了一种解决多目标无功优化问题的免疫记忆克隆选择算法。该算法针对多目标无功优化问题的特点,采用以拥挤距离为适应度的自适应克隆方式,实现了种群的扩张,保证了所得解集的均匀性;引入非一致性变异算子,使该算法同时具备全局均匀搜索能力和局部精确寻优能力;采用交叉重组算子实现了抗体间的协作,促进不同抗体间信息的交流;通过抗体群更新操作,一方面保证了算法的收敛速度,另一方面确保了所得解集均匀分布;引入记忆单元概念,可以有效抑制寻优过程中出现的退化现象,确保了种群的多样性。以IEEE-14和IEEE-118节点测试系统为例进行仿真计算,结果表明该算法可以有效提高系统运行的安全性和经济性,是求解多目标无功优化问题的有效方法。     

改进量子遗传算法在输电网规划中的应用

输电网规划是复杂的多目标非线性组合优化问题。针对传统遗传算法（GA）在求解输电网规划模型中存在收敛速度慢,容易陷入局部最优的不足,提出一种基于改进量子遗传算法（IQGA）的输电网规划方法。该算法在量子遗传算法（QGA）的基础上提出直接将量子染色体与当前最优解相比较来确定旋转门的旋转角策略,保证种群中个体以不同的收敛速度分别进行局部搜索和全局搜索,并同时采用量子全干扰交叉策略和量子非门变异策略有效防止算法陷入局部最优。所提三种改进策略各有针对性,能有效改善量子遗传算法在输电网规划中的收敛性能。分别采用传统遗传算法、量子遗传算法和该方法对Garver-6节点系统进行规划仿真,实验结果表明,该方法全局寻优能力强并且收敛速度得到显著提高。     

量子计算机

量子力学和计算机理论,这两个看起来互不相关的领域,其结合却产生了一门富于成效的学科:量子计算机。介绍了量子计算机的基本概念和历史背景,分析了相对于经典计算机的优越性、构造和实验方案,以及实现量子计算的困难及其克服途径,展望了量子计算机的发展前景。     

量子密码技术及其应用

量子密码是信息理论的一个重要方面,它利用量子力学的一些独特性质,突破了传统密码学的限制,能够绝对安全地传送信息.本文介绍了量子密码的基本原理,探讨了量子密码的一些技术,最后简单介绍了量子密码的应用以及未来的发展前景.     

Neural networks with quantum architecture and quantum learning

A method is proposed for solving the two key problems facing quantum neural networks: introduction of nonlinearity in the neuron operation and efficient use of quantum superposition in the learning algorithm. The former is indirectly solved by using suitable Boolean functions. The latter is based on the use of a suitable nonlinear quantum circuit. The resulting learning procedure does not apply any optimization method. The optimal neural network is obtained by applying an exhaustive search among all the possible solutions. The exhaustive search is carried out by the proposed quantum circuit composed of both linear and nonlinear components. Copyright © 2009 John Wiley & Sons, Ltd.     

量子信息学的理论基础与研究进展

量子信息学是物理学与信息学交叉而形成的一门新兴学科。论述了其建立的理论基础——量子态的纠缠现象,介绍了量子计算机、量子密钥、量子隐形传态等相关高新技术,分析了今后的研究方向,以期对该学科有全面的了解。     

基于测量的量子图像识别研究

目前,已有的量子相似度比较算法:1)逐个比较图像对应位置的像素值;2)将两幅图像分别用量子态表示,再将两幅图像进行连接(意味着将两个量子态连接成一个态),再进行相关的量子操作。所提出的比较算法,是在不连接图像的基础上,将图像用量子态表示,进行控制交换(c-Swap)操作,再进行量子测量,根据测量结果判断两幅图像的相似度。将所提的量子相似度比较算法应用到量子手势识别中,实验结果表明所提算法在识别问题上具有可行性。在经典领域中,手势识别的流程比较复杂。而在量子领域中,无需提取手势的颜色、纹理、特征等步骤,直接可以将手势进行二值化表示,再根据所提的图像相似度算法来实现手势识别。     

Eigenstate Selection in Open Quantum Dot Systems: On the True Nature of Level Broadening

We show that transport in open quantum dots can be mediated by single eigenstates, even when the leads allow several propagating modes. The broadening of these states, generally localized in the interior, can be virtually independent of lead width. As such, the Thouless argument, invoked to suggest that all states should be unresolvable under these conditions, can in fact fail. Thus, any transport theory based on such assumptions (in particular, random matrix theory) must be called into question, as the fluctuations produced by these states can in fact dominate the conductance. These trapped states also produce interesting and potentially useful effects in coupled dot systems as well.     

Vortex Flows in Semiconductor Device Quantum Channels: Time-Dependent Simulation

Recent simulation studies have suggested that vortex formation may contribute to the effective channel mobility leading to fluctuations in performance between similar atomistic devices. Here we investigate the origins of vortex flows in semiconductors, the connection with localized angular momentum states and the sensitivity of vortex flows to de-coherence processes. Analytical models and Green function simulation are used for the investigation. The condition for vortex stability is proposed as ωτ > 1 or d < √ Nℏτ/m∗, where 2d is the diameter of the vortex flow, τ is the de-coherence time and ω is the angular frequency of the flow.     

光纤量子密钥分配技术在电网中的应用前景

光纤通信以其高速率、大容量等特点在电力系统通信中占有重要地位。随着光纤通信网络窃听技术的发展,光纤通信安全性面临着新的挑战。文章分析了光纤通信网络的脆弱性,介绍了光纤量子密钥分配技术的发展历程,介绍了3种量子密钥分配网络形式,并总结了其优缺点最后提出了基于光纤量子分配技术在电力系统的应用前景及未来的研究方向。     

智能化变电站内量子通信纠错编解码的量子逻辑线路

智能化变电站、换流站内复杂多变的电磁环境会使其中的量子通信系统产生量子比特差错问题。为了解决该问题,提出一种量子通信纠错编解码方法,并用量子逻辑给出相应的量子线路实现方式。通过引入8个量子比特的冗余,通过量子逻辑哈达玛(Hadamard)门和异或门及量子逻辑操作X、Z、?Z和ZX,实现了4种不同差错情况的量子比特纠错,从而保证全双工量子通信系统的正常工作。为了实现信息传输时兼顾高效性与安全性,提供一种新的技术体制和技术方案,对未来变电站、换流站的智能化发展提供了一种新的建设思路。     

Properties of quantum gain of coding with information criterion by binary linear codes

In quantum information theory, superadditivity in the capacity of a quantum channel occurs as a special property. We present a method of calculating the mutual information analytically for binary linear codes by using square‐root measurement as the decoding process. Many examples of codes showing the existence of superadditivity in capacity have been given in the past, but the scope of the method was not clarified. In the present paper, we show that the method can be applied to any binary linear codes. We also show that the quantum channel capacity is almost fully attained in a finite codeword length by using approximation to simplex code. © 2008 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 163(4): 48–57, 2008; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/eej.20646