基于经典Goppa码的非对称量子稳定子码构造

自从Calderbank等人建立了从经典纠错码构造量子纠错码的CRSS构造法以来,人们利用经典纠错码构造了大量的性能良好的量子纠错码,称为量子稳定子码．最近的物理实验表明,大多数量子力学系统中发生量子比特翻转错误的概率远小于量子相位翻转错误的概率,针对这一情况所构造的纠错码称为非对称量子纠错码．本文分别基于嵌套包含Goppa码与对偶包含Goppa码构造了一系列新的非对称量子稳定子码．在基于嵌套包含Goppa码构造非对称量子码时,首先对Goppa码的选取做一定的限制．以便解析构造量子码．对于一般情况下的构造,则是借助于数学软件Matlab计算Goppa码对偶码的最小距离进行的．在基于对偶包含Goppa码的构造中,所构造量子码的纠错能力主要体现在纠正Z类型错误上．     

二元量子码的截短码和扩展码的构造

本文提出了一类从包含其对偶码的经典线性码[n,k,d]2到纯量子码[In—i,2k—n＋i,d—i]]2（0≤i≤d-2）和[[n＋1,2k-n-1,d＋1]]2（或№＋1,2k-n-1,d]]2）的基于矩阵初等变换的构造方法．基于初等代数理论,设计了其构造体系;基于检验矩阵与线性码最小距离之间的关系,分析了其纠错性能：基于稳定子体系,构建了其编译码网络．该方法正确可行的构造性证明简单,易懂,易于计算机及各种硬件系统实现．理论结果显示出该方法对一类量子码的构造非常实用．     

快速构建量子稳定子码的最小网格图

量子网格图顶点集的大小影响译码算法的效率,减少网格图的顶点数可以提高译码算法的效率.本文基于标准化的稳定子群校验矩阵,给出了构造面向网格图的稳定子群生成元的方法,据此可以构造顶点集最小的量子网格图.此外,本文通过分析差错算子与稳定子群生成元各个量子位的对易关系对两算子之间对易关系的影响,给出了一种快速生成量子稳定子码网格图的方法.现有构造方法对各顶点集分别独立计算,没有利用已有的计算结果,所以运算量大,这限制了译码的规模和速度.本文方法是在已有顶点集的基础上,利用迭代法构造新顶点集,该方法计算复杂性更小、算法效率更高,从而能适应规模更大和对时间要求更高的应用.     

基于逻辑函数的量子纠错码构造

本文给出了利用逻辑函数构造p-态量子码的一种方法.利用文中的构造方法,对于任意APC距离d′≥2的逻辑函数,均能构造参数为((n,K,d))p的量子纠错码.对任意的2≤d≤d′,得到K的一个下界.进一步地,文中给出了构造的量子纠错码的一组基态,以及利用此方法能够构造达到量子Singleton界的量子码的充分条件.给出了[[1,3]]_p,其中p是素数,[[6,0,4]],[[6,2,3]]_p,其中p>2是素数和[[2n,2n-2,2]]作为利用此方法构造的例子.     

基于知识结构的认证协议验证

认知逻辑的Kripke语义,已被成功地运用到分析无黑客存在的安全网络下的通信协议.提出认知逻辑的Kripke语义的一种简单而自然的形式,称之为知识结构,并把这种语义用到分析黑客存在的非安全网络环境中的通信协议,特别是认证协议.与类BAN的那一类逻辑相比,文中的方法可以直接转化成算法实现,对协议本身进行操作,而不需对协议进行一些难以把握的抽象判断.而且,在这套理论的基础上开发了安全协议分析器SPV.文中的方法是基于证明的而不是证伪的,即证明协议的正确性而不是找协议漏洞.     

基于AODV节能路由协议的改进

在AODV路由算法的基础上,提出一种节能路由算法MEE( Maximum Energy-efficient) -AODV.该算法通过改进AODV的请求(RREQ)分组获得整个网络的平均电池剩余能量,并且综合考虑跳数和节点剩余能量,以达到节能的目的.仿真表明,该算法在节能方面效果明显,延长了网络生存时间,有效提高了网络的性能.     

基于OPNET的AODV协议性能研究

针对目前移动自组网路由协议的研究,介绍了Adhoc网络路由协议设计的目标,对无线自组网Adhoc的按需距离向量协议AODV进行了研究,通过仿真分析了不同网络规模、不同的节点移动速度、源节点不同发包率对AODV的性能的影响,结果证明随着网络规模的扩大,路由开销、丢包率都有所增加;AODV协议对20米／秒以下的网络拓扑变化的适应性较好;发包率对AODV性能的影响比较明显,当发包率超过20包／秒时,网络性能恶化。     

基于量子逻辑的自动机理论的一些注记

主要结果是：1）讨论了正交模格值自动机的几个基本运算（连接、Kleene闭包、同态和补）；2）由于讨论连接、同态运算和以往研究正交模格值自动机的一些基本问题时都基于蕴涵算子满足一个条件，所以详细讨论了该条件，并证明了正交模格中相对合理的五个蕴涵算子都不满足该条件，而且证明了其中一个算子满足该条件当且仅当真值格是Boolean代数；3）进一步讨论了正交模格值successor和source算子及子机的基本性质及它们之间的关系；4）给出了一个例子，从而说明了以前所得到的一些否定性结果在一些典型的正交模格值自动机中依然可能成立．     

基于室温单自旋磁共振技术的量子精密测量

实现深及单个量子系统的测量技术,能够揭示出在传统宏观测量中被系综统计所平均掉的独特的个体信息.金刚石中的氮–空位色心(NV色心)在室温下具有超长的相干时间,并可以通过光探测磁共振的方式进行单量子体系的操控和读出,已经成为实现量子精密测量和量子信息处理的重要平台.尤其在测磁学方面,朝向单分子成像的研究正在全力进行.本文回顾了基于NV色心的量子精密测量研究,介绍了其在测量磁场、电场、力学系统、温度等方面的相关进展,讨论了本领域今后可能的发展方向.     

基于专利的全球量子技术2.0主题分布

<正>2019年4月9日,日本科学技术振兴机构(Japan Science and Technology Agency,JST)下属研究开发战略中心(CRDS)发布《量子技术2.0全球专利地图》调查报告。报告基于律商联讯全球专利数据库(LexisNexis~?TotalPatent~(TM)),检索分析1990至2018年美国、欧洲、WIPO、中国、日本、韩国、德国、法国、英国、加拿大受理的量子技术2.0相关专利4088件,定量分析全球量子技术2.0     

基于二氧化硅的量子点荧光纳米颗粒制备

多步制备了Si02-CdTe QDs荧光纳米颗粒,包括表面氨基化SiO2纳米颗粒载体、组装于载体表面的CdTeQDs壳以及最外层的二氧化硅壳。制备的SiO2-CdTe QDs荧光纳米颗粒性能稳定,紫外吸收和荧光发射增强明显。最外层的SiO2壳保证量子点的化学和光学稳定性的同时,还有助于表面生物基团的修饰。可以预见,SiO2-CdTe QDs荧光纳米颗粒作为生物探针将来应用于生化分析研究的广阔前景。     

面向近期量子处理器的量子神经网络研究进展

近年来,人工神经网络在各领域得到了广泛的应用,展现出强大的计算智能.与此同时,量子计算硬件也得到了飞速发展,近期量子处理器已具备较稳定的计算能力和抑制退相干能力,多家商用云量子计算机公司已能够为世界各地的学者们提供在线量子计算实验平台.在诸多技术领域的迅猛进展下,量子神经网络这一交叉领域也重获科学界的关注,涌现出了大量新的研究思路并取得了重要的实验进展.本文首先对早期量子神经网络的研究思路作简要阐述,然后对基于近期量子处理器的量子神经网络的数据编码、算法流程和量子电路设计等进行综述分析,最后总结量子神经网络领域的数个关键科学问题,对未来研究方向做出展望.     

基于量子Grover算法的VBLAST系统信号检测

VBLAST系统中最大似然检测具有最优的检测性能,但是计算复杂度是一个NP难题．将量子Grover算法及Grover-Long算法用于VBLAST系统最大似然检测中,对算法的复杂度和性能进行了仿真分析,仿真结果表明Grover检测算法不仅能够对计算复杂度起到平方加速的效果,而且算法的检测性能逼近最大似然检测性能．     

一个基于ATM的高速传输协议—HSTP

提出了一种基于ＡＴＭ的高速输协议－ＨＳＴＰ．描述了协议的分组格式,差错恢复机制,流量控制,并讨论了协议的实现并对协 性能进行了分析与比较。     

基于挑战——响应的安全协议分析

安全协议的本质是协议主体采用密码学方法通过挑战一响应来对协议其他方的存在做出判断，同时完成一些数据如会话密钥的协商．大部分国内外现有的分析方法或者采用状态检测等定理证明技术，或者采用认证逻辑等推理技术，存在着分析能力与可操作性之间的矛盾．为了解决这个问题，文中提出一种新的安全协议保密性和关联性的分析方法，该方法基于线空间模型理论给出了协议保密目标和认证目标的形式化定义，采用认证逻辑作为基础分析手段．保密性分析被分解为显式泄密和隐性泄密两种情况，其中隐性泄密分析依赖于关联性的判断，而关联性的分析被总结为Strand的存在关系和参数一致性分析的问题．新的分析方法既具有线空间模型的分析能力，又具有认证逻辑的易用性．     

基于有限反馈的协作多小区分布式预编码

多小区协作需要基站间交换大量的信息.为了降低无线回传开销和反馈开销,采用基于信漏噪比最大化的分布式预编码方法,该方法仅需共享干扰信道的信道状态信息,不需要共享数据,与特征值波束成形和小区间干扰清零两种极端的方法相比取得了性能提高.其次,为了更加有效利用反馈资源,推导了速率损耗公式,利用穷尽搜索得到使其最小化的最优解,得出比特自适应分配规律.仿真表明,根据期望信号和干扰信号强度自适应的分配反馈比特能进一步提高系统速率.     

量子系统科学的重要分支:量子控制论

本文针对量子通信和量子计算等量子信息学的发展趋势,全面阐述量子系统科学的重要研究方向——以研究微观世界系统量子态的控制问题的新兴边缘学科--量子控制论.文中先从量子信息论引出量子控制论,进而对量子控制的定义、特点、研究现状、研究内容进行了系统的阐述,并提出了一些新的研究思路。     

基于文献计量的量子信息研究国际竞争态势分析

为揭示量子信息领域的国际研发竞争态势,利用文献计量学方法,采用高被引科学家占比、研究团队学科专业背景多样性、年龄结构等指标,从全球量子信息科研竞争态势和4个领先科研单元的比较两个角度开展研究。结果表明,全球量子信息研究在20世纪90年代开始步入快速发展期,美国和中国的科研产出优势显著,中国科学院的论文产出在全球所有科研机构中处于领先地位。4个科研单元各具优势:中科院量子卓越中心的论文总体影响力水平、高被引科学家占比、学科专业背景多样性等均低于麻省理工学院极限量子信息理论中心和牛津大学量子计算中心;但是其处于可以做出重大知识创新发现的最佳年龄段的青年科学家占比最高,竞争潜力优势明显,且其科研范式以集团军式的联合研究为主,更利于发挥团队优势,攻关科研项目。最后,本文提出了加强学科交叉研究、加强基础理论研究、加强人才队伍建设等方面的建议。     

基于干扰动态性建模的MHWN多路径路由协议

作为无线网络实现普适性的有效架构,多跳无线网络（MHWN）逐渐成为一个研究热点．但MHWN固有的媒质开放性、多跳性,干扰威胁也更加严峻．如何实现干扰条件下的可靠组网,成为MHWN研究的棘手课题．传统的方法多是基于干扰存在二元性来实现路由的优化选择,但这忽略了实际无线网络中,干扰往往是动态的．为此,本文提出了一种基于干扰动态性建模并融合多路径的路由算法．协议通过网络干扰动态性检测,利用干扰活跃度值获取遭受干扰最小路径,从而可有效提高网络抗干扰能力并极大降低源重路由次数．文中对协议的实现方法给出了详细的阐述,并基于网络仿真软件NS2对协议进行了较全面仿真比较,结果表明该方法相比已有协议不仅具有更好的路由抗干扰性能,同时在多业务流的冲突碰撞中也有很好路由优化能力．     

基于iSCSI协议的远程灾备安全模型研究

本文分析了基于iSCSI协议的灾备模型的特点及其存在的安全隐患。为了解决该模型存在的安全问题,提出了基于iSCSI协议的远程灾备安全模型。其主要设计思想是在传输线路和本地存储网络以及远程灾备网络的接口处设置防火墙．用以提高两个存储网络的抗攻击能力,利用VPN来对传输的数据进行加密,从而保证数据的安全。最后通过实验验证了该模型数据传输的安全性和具有良好的抗攻击能力。