一种量子神经网络模型学习算法及应用

提出一种量子神经网络模型及学习算法. 首先基于生物神经元信息处理机制和量子计算原理构造出一种量子神经元, 该神经元由加权、聚合、活化、激励四部分组成. 然后由量子神经元构造出三层量子神经网络模型, 其输入和输出为实值向量, 权值和活性值为量子比特. 基于梯度下降法构造了该模型的超线性收敛学习算法. 通过模式识别和函数逼近两种仿真结果表明该模型及算法是有效的.     

求解多目标优化问题的分级变异量子进化算法

分析量子进化算法和免疫算子的特点,提出一种分级变异的量子进化算法,用于求解多目标优化问题.算法主要基于两个策略:首先,利用快速非受控排序和密度距离计算种群抗原-抗体的亲和度;然后,基于亲和度排序将个体进行分级,最优分级中的个体作为算法中的最优个体,大部分实施量子旋转更新和免疫操作,而剩余分级中的个体实施免疫交叉操作以获得新的个体补充种群.求解多目标0/1背包问题的实验结果表明了该算法的有效性.

     

随机选择最优个体的量子粒子群优化算法

在分析量子行为粒子群优化算法的基础上,针对算法后期粒子群体容易聚集到一个狭小搜索区域,群体多样性降低的问题,提出了在算法中引入随机选择最优个体的改进方法,提高算法搜索过程中粒子群体的多样性。将改进后的量子粒子群算法与量子粒子群算法、粒子群算法通过benchmark测试函数进行了比较,仿真结果表明改进后的算法更适合解决多峰类的优化问题。     

基于量子粒子群优化的在线航迹规划

现代战场中,环境信息是变化的,飞行器很难预先获得精确的全局环境信息,因此要求无人飞行器具有实时的航迹规划能力,采用量子粒子群优化算法,将约束条件和搜索算法相结合,有效解决了简单粒子群算法在高维空间中易陷入局部最优点的问题;同时,根据地形障碍、敌方防御雷达、防空火力等威胁以及禁飞区的分布情况,引入最小威胁面的概念,利用B-Spline插值逼近最小威胁面中的三维航迹在二维水平面内的投影,从而将三维曲线的规划问题简化为二维平面中控制点的寻优问题,简化了问题复杂度,提高了计算效率.仿真结果表明该方法可以满足在线航迹规划的要求.     

抗量子计算公钥密码需求分析与技术路线

本文对国外量子计算机研究进展情况进行了分析,并针对量子计算机对于信息安全的挑战,讨论了国内下一代公钥密码技术的需求、发展思路和技术路线。     

量子保密通信探悉

量子通信是经典通信和量子力学相结合的一门新兴交叉学科,它是目前科学界公认的惟一能实现无条件安全的通信方式.本文分析了现有密码系统存在的安全问题,介绍了量子密码术概念,深入剖析了最典型的量子密钥分发协议--BB84协议的全过程,并分析了它的安全性.     

焦点

瑞士实验显示量子信息传输速度远超光速据国外媒体报道,伟大的物理学家爱因斯坦曾对任何超光速的说法都予以驳斥,但事实很可能会表明这是他一生中犯下的为数不多的错误之一。瑞士科学家近日称,他们在实验中证实,处于纠缠状态的亚原子粒子,它们之间信号传输的速度要远远超出光速。     

CoS QDs/PDMS纳米复合薄膜的制备与红外特性研究EI北大核心CSCD

过渡金属硫属化合物(TMCs)由于具有优异的光学、电学及光电等特性,被广泛应用于光催化、太阳电池、激光器等领域。作为一类典型的TMCs材料,硫化钴量子点(CoS QDs)因禁带宽度较窄而具有优异的近红外吸收特性,有望用于红外技术领域。文中采用液相超声剥离法制备了CoS QDs,再用共混法制备得到CoS QDs/PDMS纳米复合薄膜,并对它们的光学性质进行了研究,结果表明:CoS QDs的平均尺寸约为5 nm,大小均匀,呈球形;CoS QDs与CoS QDs/PDMS纳米复合薄膜在红外波段均存在明显的吸收和发光特性,且复合薄膜的红外吸收特性优于CoS QDs薄膜;随着激发光波长的增加,纳米复合薄膜的光致发光(PL)峰出现了红移,表现出明显的Stokes位移效应和激发波长依赖性。CoS QDs/PDMS纳米复合薄膜优异的红外吸收和发光特性,表明其在红外探测、荧光成像、纳米光子器件等研究领域中具有重要的潜在应用价值,有望成为一种新型红外探测材料。     

基于级联混沌系统和量子Baker映射的图像加密算法北大核心CSCD

量子图像加密借助于量子纠缠和叠加特性来提高算法效率,同时,与传统的图像加密算法相比,其在信息传递的安全性上更具优越性。针对量子图像仅在空间域或变换域不能充分置乱混淆的问题,文章提出了空间域和变换域操作相结合的置乱混淆方法。首先,通过量子Baker映射对图像像素的位置进行空间域的置乱。其次,利用量子比特旋转改变空间域像素的灰度信息,其中旋转角度由级联混沌系统产生的伪随机序列来确定;然后,将空间域的量子态转换到傅里叶变换域,并在傅里叶域进行量子比特旋转;最后,利用量子傅里叶逆变换将变换域信息转换到空间域得到密文图像。由于Baker映射周期更长,使得本文算法的密钥空间更大。另外,基于级联混沌系统的旋转参数生成可以减轻密钥传输负担。仿真实验结果验证了本文算法的安全性和有效性,且在复杂度上优于经典图像加密算法。     

基于低缺陷ZnO电子传输层的PbS量子点光电探测器研究

PbS胶体量子点因其光吸收系数高、制备成本低、沉积工艺简单、带隙可调等优点,成为备受关注的新型红外探测纳米材料。光电二极管结构的PbS量子点光电探测器通常使用高透过率、高电子迁移率的ZnO来制备N型层,以加快光生载流子的分离和提取。但是通过溶胶-凝胶法制备的ZnO薄膜在制备过程中会在薄膜中产生缺陷,限制ZnO层性能的发挥。本文通过调节ZnO前驱体溶液的浓度成功制备出缺陷更低的ZnO薄膜并应用于ZnO/PbS光电探测器件,经测试,当溶液浓度为0.7M(mol/L)时,所制备的器件表现出最佳的性能,在1 600 nm处的响应度和探测率分别为0.32A/W和3.48×10¹¹Jones,外量子效率为25%,器件的响应时间为τ_R=130μs,τ_F=20μs。这项工作为PbS量子点光电器件性能的优化提供了新的解决方案。