NMR experimental realization of seven-qubit D-J algorithm and controlled phase-shift gates with improved precision

In this study, we report the experimental reali-zation of seven-qubit Deutsch-Jozsa (D-J) algorithm and controlled phase-shift gates with improved precision using liquid state nuclear magnetic resonance (NMR). Theexperimental results have shown that transformations Uf in the seven-qubit D-J algorithm have been implemented with different pulse sequences, and whether f is constant orbalanced is determined by using only a single function call(Uf). Furthermore, we propose an experimental method tomeasure and correct the error in the controlled phase-shift gate that is simple and feasible in experiments, and can have precise phase shifts. These may offer the possibility ofsurmounting the difficulties of low signal-to-noise ratio(SNR) in multi-qubit NMR quantum computers, morecomplicated experimental techniques, and the increase ofgate errors due to using a large number of imperfect selec-tive pulses. These are also applied to more complicated quantum algorithms with more qubits, such as quantumFourier transformation and Shor抯 algorithm.     

一类反常次扩散方程Neumann问题的有限差分格式及收敛性分析

利用一阶向前差商和空间二阶中心差商以及高阶线性多步法公式构造了反常次扩散方程Neumann问题的有限差分格式,借助Fourier分析方法对差分格式的稳定性进行了分析,并讨论了差分格式的误差和收敛性问题.     

基于Matlab GUI的离散信号谐波分析

通过分析周期信号的傅里叶级数和傅里叶变换的关系,为谐波分析提供理论依据。由于存在频谱泄露和栅栏效应,使用快速傅里叶变换(FFT)进行谐波分析时计算精度不高。为此,本文提出采用频域采样点数等于离散信号长度的离散傅里叶变换(DFT)进行谐波分析,可以有效的减小频谱泄露和栅栏效应带来的影响。通过模拟分析,验证了相比于FFT算法,该算法具有较高的计算精度。最后,基于该算法,使用MATLAB GUI制作了一款具有界面友好且便于数据处理的谐波分析软件,其中包含误差计算模块。利用该软件对多个信号进行谐波分析并计算误差,结果表明,误差的均方差和标准差均较小,由此进一步证实该算法是有效的。     

离散分数阶Fourier变换的实现及有限字长效应分析

分数阶Fourier变换广泛的应用提出了在DSP上实现分数阶Fourier变换的需求。文章首先对离散分数阶Fourier变换算法的实现进行了改进,用额外的存储空间减少了运算量和误差。针对在定点DSP上的实现,对有限字长效应进行了理论分析,发现误差的方差随着计算点数线性增长,随着数据的存储字长呈指数下降。仿真结果表明了理论分析的正确性。     

快速傅里叶变换FFT的发展现状—纪念FFT发表30周年

傅里叶变换快速算法发展已３０年，本文综合了离散变换快速算法的发展，特别是近几年的发展，其中包括传统的基２、基４、基８、分裂基算法的发展以及多维离散傅里叶变换、多维离散余统变换、多维离散Ｗ变换的快速算法、阐述各种算法是如何将多维变换转换为一维变换的计算，并讨论了在有理数域上计算上述各种变换所需量小实数乘法的次数。     

广义对称正则长波方程的傅里叶拟谱方法

用拟谱方法讨论了一类广义对称正则长波方程的周期初值问题。构造了半离散和全离散的Fourier拟谱格式 ,并从理论上严格证明了近似解的误差估计     

二维离散W变换的快速算法

离散Ｗ变换（ＤＷＴ）是在Ｈａｒｔｌｅｙ变换的基础上提出的。从ＤＷＴ提出之后已研究出了不少快速算法,但大多数算法都局限于长度为２的幂的一维ＤＷＴ。二维ＤＷＴ的核是不可分离的,因而不能简单地利用一维ＤＷＴ构造二维ＤＷＴ的算法。本文给出了一种将二维ＤＷＴ转化为一种可分离的二维变换,然后用一维ＤＷＴ计算这种二维变换,并给出了其各种应用及运行时间与二维离散付里叶变换运行时间的比较结果。     

外推法在加权离散Fourier变换中的应用

该文将外推法应用于加权离散Fourier变换,利用Euler-Machau-rin公式及Richarson外推技巧,给出了基于加权离散Fourier变换的外推公式,并证明了其误差估计为O(T~(2m+2))。最后与离散Fourier变换及加权离散Fourier变换的误差进行了比较。     

Using local geopotential model to implement underwater passive navigation

A main aspect of underwater passive navigation is how to identify the vehicle location on an existing gravity map, and several matching algorithms as ICCP and SITAN are the most prevalent methods that many scholars are using. In this paper, a novel algorithm that is different from matching algorithms for passive navigation is developed. The algorithm implements underwater passive navigation by directly estimating the inertial errors through Kalman filter algorithm, and the key part of this implementation is a Fourier series based local geopotential model. Firstly, the principle of local geopotential model based on Fourier series is introduced in this paper, thus the discrete gravity anomalies data can be expressed analytically with respect to geographic coordinates to establish the observation equation required in the application of Kalman filter. Whereafter, the indicated gravity anomalies can be gotten by substituting the inertial positions to existing gravity anomalies map. Finally, the classical extended Kalman filter is introduced with the differences between measured gravity and indicated gravity used as observations to optimally estimate the errors of Inertial Navigation System (INS). This navigation algorithm is tested on simulated data with encouraging results. Although this algorithm is developed for underwater navigation using gravity data, it is equally applicable to other domains, for example vehicle navigation on magnetic or terrain data.     

序列快速傅里叶攻击的改进

基于序列快速离散傅里叶攻击不适合实际应用场景中伪随机序列发生方式复杂、序列常不连续等特点,提出了改进的傅里叶攻击算法,放宽了原攻击条件,允许序列发生器包含记忆位等.改进的傅里叶攻击算法在蓝牙加密算法上验证了其有效性.通过结合傅里叶谱性质及滤波思想,可以提高傅里叶攻击算法的效率,改进后的算法用序列的位移叠加取代了快速离散傅里叶攻击在有限域解方程的耗时操作,大幅降低了攻击的计算复杂度.     

量子Fourier变换在实现Deutsch-Jozsa算法中的应用

提出利用量子Fourier变换解决Deutsch-Jozsa算法问题的观点.结合量子Fourier变换和Deutsch-Jozsa算法的量子电路,找到一种利用量子Fourier变换解决Deutsch-Jozsa算法新的量子电路,并考察该量子电路中各个线路的量子状态,结合算法对该量子线路的状态进行研究.结果表明:利用量子Fourier变换解决Deutsch问题,能够有效地提高运算速度,节省运算时间.     

信号类课程教学中连续与离散的类比性

从探索信号类课程中连续和离散两部分内容并行讲授的角度出发,对具有共性和可比性的知识点进行了类比性的解读。涉及时域分析中连续信号和离散序列的内在联系,连续系统和离散系统的卷积分析法,频域分析中基于傅里叶变换与离散时间傅里叶变换的频谱分析法,复频域分析中的基于拉氏变换和z变换的系统函数法,以及从连续性与周期性看傅里叶变换和离散傅里叶变换的本质等方面的内容。简要地给出了课程整合的实践思路。     

快速计算多个卷积的新方法及其应用

利用离散傅里叶变换的一些性质和将一个复序列分解为4个奇偶序列之和的方法,纠正了2002年Gunther提出的同时计算一个N点实序列的DFT和另一个N点实序列的DFT的DFT的4组直接公式中的第2组公式中的错误,在此基础上将同时计算实序列的DFT和IDFT的直接公式应用于多个N点实序列的卷积计算,得到了新的快速计算方法,...     

二维离散Fourier变换定理

本文在一维离散Fourier变换定理的基础上,给出并证明了二维离散Fourier变换的几个定理,并将一维离散Fourier变换定理推广到更一般的形式。     

应用核磁共振实验实现量子计算的注记

从量子力学的基本原理出发,阐述了利用核磁共振进行量子计算的实验方法,澄清了有关文献中若干容易混淆而又十分重要的概念,并进一步报道CNOT门操作的实验方法和结果.实验结果与理论的预言一致.     

RLC串联电路暂态过程临界阻尼电阻的傅里叶分析

分析了RLC串联电路临界阻尼过程临界电阻的实验测量值与理论值偏离的原因.通过傅里叶变换,将临界阻尼电流展开成频率连续的傅里叶积分式.对临界阻尼电流傅里叶积分式进行离散化,抽样成为有限个谐波的傅里叶多项式,近似表示临界阻尼电流.分别以各次谐波电流作用于RLC串联电路,测出电感和电容上的损耗电阻.从而对临界阻尼电阻的测量值...     

由心电信号提取呼吸信息的算法及其仿真实现

为了使单纯的心电监护设备实现对多种生理信号的检测,减小设备的复杂性,根据心跳频率和呼吸频率处在不同的频段．提出2种由心电信号提取呼吸信息（ECG—derivedrespiratorysignal,EDR）的算法：离散傅里叶变换EDR算法和离散小渡变换EDR算法．利用MATLAB软件在时域和频域分别对这2种算法进行验证,并进行了相关分析比较．经过筛选比较．离散小波变换EDR算法选用coifN小波作为母小波．仿真结果表明,文中所提出的2种算法均能有效地从心电信号中提取出呼吸信息,但离散小波变换EDR算法的准确性与母小波的选取有很大关系．当选取coif3小波时．离散小波变换EDR算法比离散傅立叶变换EDR算法更为有效．     

非线性Klein-Gordon方程的Fourier谱方法

研究了更一般的非线性Ｋｌｅｉｎ－Ｇｏｒｄｏｎ方程ｕｔｔ－ｕｘｘ＝ｆ（ｕ）的周期初边值问题．构造了此问题的半离散和全离散的Ｆｏｕｒｉｅｒ谱格式，利用非线性函数的有界延拓法，讨论了这两种谱格式的误差估计，证明了Ｆｏｕｒｉｅｒ谱格式的收敛性，得到其收敛精度，从而避免了较难的先验估计，放宽了非线性项条件．     

非线性Schrdinger方程的Fourier谱逼近

针对带有周期边值条件的非线性Schrdinger方程提出了保持能量守恒的半离散和全离散Fourier谱逼近格式,讨论了全离散格式解的存在惟一性条件,并分别进行了误差估计。由于采用全离散逼近格式得出的离散方程对每个时间步是非线性代数方程,本文对它采用预估-校正算法求解,并用数值试验证实了该逼近格式与算法的有效性和可行性。