Architecture for a large-scale ion-trap quantum computer

Among the numerous types of architecture being explored for quantum computers are systems utilizing ion traps, in which quantum bits (qubits) are formed from the electronic states of trapped ions and coupled through the Coulomb interaction. Although the elementary requirements for quantum computation have been demonstrated in this system, there exist theoretical and technical obstacles to scaling up the approach to large numbers of qubits. Therefore, recent efforts have been concentrated on using quantum communication to link a number of small ion-trap quantum systems. Developing the array-based approach, we show how to achieve massively parallel gate operation in a large-scale quantum computer, based on techniques already demonstrated for manipulating small quantum registers. The use of decoherence-free subspaces significantly reduces decoherence during ion transport, and removes the requirement of clock synchronization between the interaction regions.     

利用腔QED实现Deutsch-Jozsa算法

提出了利用腔QED来实现两比特Deutsch-Jozsa算法的方案.该方案的主要优点有:(1)在整个过程中,腔场仅处于虚拟激发状态,有效地抑制了腔泄漏和热场对系统的影响;(2)不需要任何Hadamard变换,使得实验装置更为简单.因此,在当前的实验技术条件下,该方案是可行的.     

利用腔的输入输出过程实现两比特的Deutsch-Jozsa算法

文章提出依靠辅助腔和单光子脉冲相互作用来实现两比特Deutsch-Jozsa算法的方案。该方案简单实用,随着腔QED技术的发展,它易被操控。该方案可以推广到多比特Deutsch-Jozsa算法的情况。     

A scheme to implement the Deutsch-Josza algorithm on a superconducting charge-qubit quantum computer

We have studied the implementation of the Deutsch-Josza quantum algorithm in a superconducting charge-qubit quantum computer. Different from previous studies, we have used the inductance coupled system of You et al. The detailed pulse sequences have been designed for the four possible functions in a 2-qubit system. The result is generalized to an arbitrary n-qubit system. This scheme will be useful for practical implementation of the algorithm.     

在8位微程序控制的模型计算机中Booth算法的实现

描述了在8位微程序控制的模型计算机中,通过编程实现了Booth算法的运算过程。对Booth算法进行了分析,绘出了实现Booth算法的流程图,编写了汇编语言程序,在8位微程序控制的模型计算机中实现了Booth算法,达到了预期的结果。     

A scalable quantum computer with ions in an array of microtraps

Quantum computers require the storage of quantum information in a set of two-level systems (called qubits), the processing of this information using quantum gates and a means of final readout. So far, only a few systems have been identified as potentially viable quantum computer models--accurate quantum control of the coherent evolution is required in order to realize gate operations, while at the same time decoherence must be avoided. Examples include quantum optical systems (such as those utilizing trapped ions or neutral atoms, cavity quantum electrodynamics and nuclear magnetic resonance) and solid state systems (using nuclear spins, quantum dots and Josephson junctions). The most advanced candidates are the quantum optical and nuclear magnetic resonance systems, and we expect that they will allow quantum computing with about ten qubits within the next few years. This is still far from the numbers required for useful applications: for example, the factorization of a 200-digit number requires about 3,500 qubits, rising to 100,000 if error correction is implemented. Scalability of proposed quantum computer architectures to many qubits is thus of central importance. Here we propose a model for an ion trap quantum computer that combines scalability (a feature usually associated with solid state proposals) with the advantages of quantum optical systems (in particular, quantum control and long decoherence times).     

基于量子遗传算法的多约束QoS路由算法

提出了一种基于量子遗传算法解决多约束QoS路由问题的算法，详细讨论了该算法用于解决包含带宽、延时、包丢失率和最小花费等约束条件在内的多约束QoS路由问题，给出了算法实现的方法和具体流程．实验结果表明，与其他2种算法相比，该算法不但能满足QoS约束要求，同时可以均衡链路负载，很好地优化网络资源．     

一种基于量子遗传算法的多播路由算法

提出了一种基于量子遗传算法QGA（quantum genetic algorithm）解决多播QoS（quality of service）路由问题的算法．介绍了量子遗传算法的基本原理，给出了算法实现的方法和具体流程，并进行了量子遗传算法在多播路由选择优化方面的仿真实验，证明了量子遗传算法优于常规遗传算法．     

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.     

基于CTI技术呼叫中心的实现

研究了如何应用CTI(Computer Telephony Integration)技术设计呼叫中心，概述了设计基于CTI技术的呼叫中心的基本问题，从系统的体系结构、硬件实现和软件实现3个方面详细描述了如何建立基于CTI技术的呼叫中心系统，这种技术方案的优点是投资较小、软件的开发和扩展比较容易，特别适合于业务量不大的小型呼叫中心。     

A quantum algorithm that deletes marked states from an arbitrary database

We present a general quantum deletion algorithm that deletes M marked states from an N-item quantum database with arbitrary initial distribution. The general behavior of this algorithm is analyzed, and analytic result is given. When the number of marked states is no more than 3N/4 , this algorithm requires just a single query, and this achieves exponential speedup over classical algorithm.     

工程教育思想在计算机语言类课程教学中的贯彻实施

计算机语言类课程是国内各高校非计算机专业的一门重要的计算机基础教育课程,可枯燥的语法、复杂的算法对学生毫无吸引力.利用工程教育思想对计算机语言类课程进行教学改革与实施,重点对学生进行工程项目设计能力培养,从实践中取得较好的教学效果,提高学生对计算机语言类课程学习的兴趣.     

基于计算机视觉的车流量检测算法

提出了一种基于计算机视觉的车流量检测算法。通过分析CCD摄像头采集的现场交通视频数据,运有用图像处理的方法提取图像中通行车辆的车速以及通过视场内的车流量,研究了视场距离标定算法和基于灰度统计的通行车辆识别算法,仿真结果表明了该算法的正确性和有效性。     

基于FPGA的FFT算法实现

针对在现场可编程门阵列上实现快速傅里叶变换算法的问题,优化设计出一种完整的总体实现方案,并结合系统的研制,详细地分析了其内部各功能模块的工作原理,提出了采用空间换时间技术和流水线技术加快系统运算速度的方法.利用硬件描述语言Verilog HDL对各功能模块进行编程,再进一步利用ISE和Modem-Sim工具对其进行综合和仿真,并对仿真结果进行了分析和验证.实验果表明,设计完成的系统能够在保证运算精度和实现复杂度的同时,切实可行地完成设计的总体要求.     

量子进化算法和免疫算法的比较研究

量子进化算法和免疫算法都是解决优化问题的强有力算法,.在分析了量子进化算法搜索的特点和免疫算法的机理基础上,对它们进行了比较,阐明了了二者的不同特点,并通过仿真实例总结出它们在求解多峰值函数优化问题上各自的优缺点.     

基于IBM Q平台的量子图像算法研究

为使量子图像处理算法在量子计算机上得到验证与发展,结合IBM量子实验平台(IBM Q)上量子计算操作与量子图像处理理论的研究,设计了一种基于IBM Q平台的量子图像分割方法.提出了一种基于新型强化量子图像表达式(NEQR)的改进型强化量子图像表达式(IEQR),并根据IEQR表达式初始化量子图像分割电路.该电路由量子比较器(QBSC)和受控旋转门(Cswap)构成.最终在IBM Q和本地经典计算机仿真两种平台下实现了2×2和4×4大小的量子图像分割,实验结果表明了该算法的可行性和有效性,并验证了量子计算机的优越性.     

基于量子遗传算法的入侵检测器生成

入侵检测器的生成是入侵检测系统的核心,入侵检测器生成可以转化成数据的最优分类问题．量子遗传算法针对复杂优化问题有很强的搜索能力和最优化性能．因此,本文引入量子遗传算法来实现这个优化过程,并进行了入侵检测对比实验,实验结果表明基于本文算法的检测准确率高,同时收敛稳定性明显提高,收敛速度更快．     

基于量子遗传算法的入侵检测器生成

入侵检测器的生成是入侵检测系统的核心,入侵检测器生成可以转化成数据的最优分类问题．量子遗传算法针对复杂优化问题有很强的搜索能力和最优化性能．因此,本文引入量子遗传算法来实现这个优化过程,并进行了入侵检测对比实验,实验结果表明基于本文算法的检测准确率高,同时收敛稳定性明显提高,收敛速度更快．     

A quantum algorithm for the dihedral hidden subgroup problem based on lattice basis reduction algorithm

To optimize the algorithms for the dihedral hidden subgroup problem, we present a new algorithm based on lattice basis reduction algorithm. For n 〈 120, we reduce the dihedral hidden subgroup problem to shortest vector problem. A subroutine is given to get a transition quantum state by constructing a phase filter function, and then the measurement basis are derived based on the lattice basis reduction algorithm for solving low density subset sum problem. Finally, the parity of slope s is revealed by the measurement. This algorithm needs preparing mn quantum states, m qubits to store and O（n2） classical space, which is superior to existing algorithms.     

Kane固体量子计算机中核自旋读出

在2个量子位(qubit)的体系中,对Kane固体量子计算机模型的通过电子状态与核子自旋状态的交换进行测量的方法进行了研究。从2个量子位系统的Hamilton量出发,根据总自旋在外磁场方向的总投影分成5个不变子空间,构造它们的块对角矩阵形式。分析了它们所有的本征值和本征态随电子之间交换相互作用的大小的变化关系。结果表明:利用核自旋和电子自旋交换来测量核自旋的方法是有一定适用范围的,在2个量子位与2个电子的系统中的16个态中,只有4个可以利用这种方法来测量。