关于海森堡模型中一种并行算法实现的讨论

使用并行算法(简称Z分法)Fortran编程计算获取海森堡模型位型[N,k](N为海森堡链总格点数,κ为格点中自旋向上的电子数)最小本征值的最短时间、使用置换群方法产生模型的能量矩阵,将能量矩阵对角化所得到的本征值构成数据群,采用Z(Z=1,2…)分法Fortran编程计算获得群中最小数据的最短(或最长)时间。结果表明:同一位型[N,k],使用2分法获取模型位型[N,k]最小本征值的时间最长,而不等分或满等分(此时Z=1或位型[N,k]的矩阵维数)时的时间最短且二者相等;对于不同位型[N,k]当N(k)同,k(N)增大且Z相同时,获取模型最小本征值的最短时间增加。     

海森堡模型中概率及相应熵的计算分析

介绍海森堡模型的不同位型[N,n] （N为海森堡链总格点数, n为格点中自旋向下的电子数）中的体现本征值获取难易程度的本征值获取概率及其相应信息熵（香农所定义的）和体现模型体系关联程度的自旋向下电子发现概率、每一粒子的von Neumann及体系的平均von Neumann熵,可为量子计算与信息传递提供启示性信息。研究结果：(1)事件发生概率大于（小于）50%时,信息熵随概率增加而减小（增加）。(2)不同位型[N,n],当n（N）同, N（n）增加时：本征值获取概率减小,其相应的信息熵正确反映本征值获取的难易程度;模型参数一定时,格点中自旋向下电子发现概率与每一粒子的von Neumann及体系的平均von Neumann熵都分别减小（增加）。(3)位型[N,n]相同时, 每一粒子的von Neumann及体系的平均von Neumann熵随参数变化时出现拐点,显示体系发生量子相变的信息。(4)同位型[N,n]且同参数时处于海森堡链对称位置粒子的von Neumann熵相同。     

Tavis-Cummings模型中两原子纠缠的时间演化

基于两个子系统的复合体系的纠缠度可以用复合体系密度矩阵的部分转置矩阵负本征值来定义的特性,利用数值模拟方法研究了与单模粒子数场进行相互作用的Tavis-Cummings模型中两原子的纠缠的时间演化.当考虑两原子初始处于混态时,结果表明,粒子数场的初始态、两原子的初始态以及两原子与粒子数光场的耦合常数的大小都对两个原子间纠缠度的时间演化特性有着显著的影响.     

外磁场下两量子比特海森堡XXZ模型中量子关联和热纠缠的研究

通过在两量子位上分别施加独立可控的外磁场( )和( ）,以及改变耦合参数 、磁场强度 、磁场不均匀度 和系统的温度 ,探讨了两量子比特XXZ模型中量子关联的变化行为,并在相同参数下与热纠缠做了比较。结果表明：量子关联存在的参数范围比热纠缠更广;而且在一定的参数范围内,量子关联和热纠缠的变化展示出不同的行为。     

一种基因数据的聚类并行算法研究

提出了一种基于密度的聚类并行算法,在APRAM模型的分布式存储系统中,通过欧几里德距离矩阵和密度函数两次时间复杂度为O(n2)的计算,可使聚类过程的时间复杂度变为O(n),以增加一次计算的代价来降低聚类过程的时间复杂度。基于8结点的机群计算实验表明本算法能够达到较同类算法更高的并行加速比,能提高高维生物数据的聚类速度。     

EPON中CRC校验码的并行算法实现

EPON是基于以太网技术的宽带接入,采用以太网的帧结构。文章详细介绍了EPON中CRC校验的原理和算法,给出了采用并行电路实现EPON中CRC产生和CRC校验的解决方案,然后用M odelsim进行了仿真。与串行电路相比,这种并行电路提高了CRC算法的实时性能,为进一步实现高速系统创造了条件。     

一种快速高效的Hough变换并行算法

本文提出了一种基于流水光总线可重构线性阵列(LARPBS)模型的快速高效Hough变换算法.该算法利用LARPBS有力的通讯功能和计算能力,对直线上的黑色象素进行抽取和统计.对于大小为n×n的二值数字图象、m个θ参数值,本算法可以使用mn²个处理机在O(1)时间完成,从而使速度和效率都达到最优.文中还给出当LARPBS中处理机个数少于mn²时的算法分解执行方法,说明算法具有很好的可扩放性.     

原子-微腔耦合系统的远程量子相干及量子相变

通过原子-微腔耦合体系,在绝热近似条件下得到了系统的有效哈密顿量,实现了海森堡自旋XY模型的量子模拟过程。为了获取量子资源,基于相对熵判据分析了任意两体量子系统的量子相干性。通过严格的解析过程获得了在任意间距下两个微腔原子系统的量子相干度。随两体间距增大,远程量子相干度按幂指数规律逐渐减小。当改变系统参量时,远程量子相干度在量子临界点附近出现了数值突变现象,这为表征量子相变提供了一种可能的序参量。在考虑光场噪声对量子相干性影响后,量子相干度随着时间振荡衰减,并逐渐消失。     

非均匀海森堡XY周期性链的纠缠

研究了各向同性海森堡XY链在非均匀磁场中纠缠的含时演化以及热纠缠的问题。纠缠在量子信息领域是个十分重要的资源,关于纠缠的度量和含时演化的研究就非常必要。我们主要对共生纠缠度进行了理论计算,通过数值模拟进行了分析。如果外磁场很小,最近邻耦合系数很大,共生纠缠度就在0和1之间振荡。如果外磁场很大,最近邻耦合系数很小,共生纠缠度的最大值会变小,甚至会消失。同时,随着海森堡自旋链中自旋数目的增加,纠缠会减小。随着温度的升高,热纠缠会快速的下降。随着外磁场的增加,热纠缠也会下降。只有在系统的非均匀度增加的时候,热纠缠才会增加。     

一种量子自组织特征映射网络模型及聚类算法

提出一种量子自组织特征映射网络模型及聚类算法.量子神经元的输入和权值均为量子比特,输出为实数,量子自组织特征映射网络由输入层和竞争层组成.首先将聚类样本转换成量子态形式并提交给输入层,完成聚类样本的输入;然后计算样本量子态与相应权值量子态的相似系数,提取聚类样本所隐含的模式特征,并对其进行自组织,在竞争层将聚类结果表现出来.采用量子门更新量子权值,分无监督和有监督两个阶段完成网络的训练.仿真实验结果表明该模型及算法明显优于普通自组织特征映射网络.     

量遗传算法及其在无约束优化问题中的应用

量子遗传算法（QGA）是量子计算和遗传算法相结合的产物，将量子的态矢量表示引入到遗传算法中，具有比遗传算法更好的搜索效率和收敛性。本文首先介绍了量子遗传算法的基本原理，讨论了基于量子遗传算法的一系列改进，然后将量子遗传算法应用于无约束优化问题，实例计算表明了算法在该类问题中的有效性和可行性。     

一维海森堡链格点中不同电子自旋交换构成能量矩阵的方法

对一维海森堡链格点中不同电子自旋交换如何构成及所构成的能量矩阵进行讨论,为纠缠度和量子计算提供重要依据.研究方法是:一维海森堡链格点被电子填充分为单、双占据及二者共存三种情况.相邻格点中电子自旋交换分两类,第Ⅰ类:相邻格点最相邻电子自旋交换;第Ⅱ类:"间隔"交换,分为"左间隔"与"右间隔"两种交换(即格点左(右)侧电子与相邻格点左(右)侧电子自旋之间的交换).将一维海森堡体系的哈密顿算符作用于完备基矢(用置换群所构建)形成能量矩阵.计算结果: (1)位型[4,2]的第Ⅰ类自旋交换在格点单、双占据及格点单、双占据共存三种情况时所得矩阵只在对称填充时相同,别况均不同. (2)位型[4,2]在格点双占据的第Ⅱ类与第Ⅰ类自旋交换所形成的矩阵只在格点被对称填充时相同,别况均不同;自旋"左间隔"交换与"右间隔"交换时,同样哈密顿算符作用于同样完备基矢所得矩阵有些相同,有些不同.最后说明所计算的不同位型矩阵的规律及研究意义.     

基于定点数据的星地量子通信数据仿真

实际卫星在轨运动会对星地量子通信实验带来影响.星地间距离的变化导致信号时间间隔改变,进而对量子通信中的时间同步带来干扰,降低成码率甚至无法成码.利用定点量子通信数据仿真星地量子通信数据,可用于卫星发射前检测不同轨道高度下卫星信号的时间同步性能.通过分析时间同步方案模拟了距离变化反映在信号光接收端的时间变动.用星地量子通信实验的实际数据对仿真模型进行了验证,结果表明模型匹配程度较好.     

双Jaynes-Cummings耦合模型中几何量子失协的研究

基于Dakic提出的几何量子失协度量方法,研究了双Jaynes- Cummings(J-C)模型的几何量子失协。分析了初始态纯度、纠缠度、腔与原子间的耦合常数及腔内光子数等对几何量子失协随时间演化特性的影响。结果表明：通过提高纯度、初始纠缠度的值可以增大几何量子失协;非零光子数导致几何量子失协震荡衰减;通过调整腔与原子间的耦合常数可以改变振荡频率。     

Landau-Zener模型中纠缠演化及转移的研究

研究了受外场驱动的两个二能级系统分别与两个单模量子化光场相互作用模型中纠缠演化及转移问题。该工作主要是对外场驱动的Landau-Zener模型进行了研究,采用旋转波近似的方法,通过数值计算详细分析了二能级系统初始状态、能级间的耦合常数以及驱动外场的参数对子系统间纠缠和转移特性的影响。结果表明,适当调节模型中的参数,可以使系统初始纠缠完全转移为光腔场间的纠缠,实现二能级系统与光场间的最大纠缠转移。