量子逻辑门及其研究进展

量子信息代表了当代量子物理学的最新进展,代表着信息时代最具有潜力的发展方向,量子逻辑门是实现量子计算的最基本的逻辑单元。文章介绍量子信息技术中量子逻辑门的基本特点、方法以及实现量子门的物理实验进展。     

量子逻辑门及其研究进展

量子信息代表了当代量子物理学的最新进展,代表着信息时代最具有潜力的发展方向,量子逻辑门是实现量子计算的最基本的逻辑单元。文章介绍量子信息技术中量子逻辑门的基本特点、方法以及实现量子门的物理实验进展。     

离子存储、冷却及在量子频标中的应用

首先回顾了量子频标中离子存储和冷却的基本原理,介绍了用分子动力学计算得到的十二极阱中离子的分布和加热速率的结果.然后在此结果基础上,计算了十二极阱射频加热效应和离子微运动对频标造成的影响.相比传统的四极阱,一方面十二极阱可以降低离子云的加热速率,有利于利用Ramsey脉冲进一步压窄离子谱线线宽;另外,十二极阱内势场中部平坦边缘陡峭,可有效降低离子微运动带来的二级多普勒效应,有利于提高离子频标的准确度和稳定性.该文还介绍了美国JPL实验室高稳定性、高准确度、199Hg+离子钟的工作,以及我们正在开展的基于多极阱中激光冷却的113Cd+离子的高稳定性量子频标的工作.     

用于光频标半导体激光器温度控制电路的设计

半导体激光频标的核心是半导体激光器,其输出激光的线宽与稳定性是影响频标性能指标的重要因素之一。半导体激光器对工作温度很敏感,需要有恒定温度保证半导体激光器工作稳定。本文在借鉴常用的一些温控电路的基础上,给出了一种实用的控制精度较高的温控电路设计,实现了对激光器工作温度的控制。并对整个电路做出了实验仿真和测试,系统控温精度达到0.01℃。     

基于单光子或逻辑量子比特的无信息泄露量子对话

本文首先利用单光子作为量子资源提出一个无信息泄露量子对话(Quantum Dialogue,QD)协议,其中每个单光子被直接编码用于传送秘密消息.通信双方事先共享量子态制备规则.制备方通过量子安全直接通信读取另一方的秘密消息.另一方借助于从制备方发送过来的指示单光子制备基的一个经典信息序列来解码出制备方的秘密消息.这样,信息泄露问题被避免.所提出的基于单光子的协议只需要单光子测量.与Shi的最近两个基于单光子的QD协议不同的是,所提出的基于单光子的协议既不需制备两个相邻的单光子处于相同的量子态也不需执行控制非(Controlled-Not,CNOT)操作.最后,本文利用逻辑量子比特作为量子资源将所提出的基于单光子的协议分别推广到抗集体退相位噪声和抗集体旋转噪声的情形.     

基于逻辑量子比特和控制非操作的鲁棒量子对话

本文利用逻辑量子比特和控制非(Controlled-Not,CNOT)操作提出两个分别抵抗集体退相位噪声和集体旋转噪声的鲁棒量子对话(Quantum Dialogue,QD)协议.制备方产生逻辑量子比特作为传输态以抵抗集体噪声.另一方借助于CNOT操作知道逻辑量子比特的初始制备态,并在制备方发送过来的一个经典信息序列的帮助下解码出制备方的秘密信息.制备方借助于量子安全直接通信读出另一方的秘密信息.这样,信息泄露风险被有效地避免.在所提出的协议中,只有单光子测量被需要用于量子测量.与之前的抗噪声QD协议相比,所提出的协议具有最高的信息论效率.与作者最近设计的需要将两个相邻的逻辑量子比特制备处于相同的量子态的QD协议相比,所提出的协议在实验上更加容易执行,因为它们没有这种特殊的要求.     

基于相对论量子亏损理论的类氦离子

依据离子能级的相对论量子亏损理论,给出了类氦离子电离能的一种表达式。根据原子序数6至15的类氦离子电离能的实验数据,对其电离能表达式中的量子数亏损及屏蔽电荷数进行了拟合,得到类氦离子电离能与原子序数的关系式,依据该关系式计算的电离能理论值与已有实验值符合得很好。推算了原子序数16至39的类氦离子的电离能,并与其他方法的计算结果进行了对比分析。     

基于量子逻辑线路神经网络的说话人识别方法

 由于说话人的语音信号具有时变性、随机性,其特征参数也呈现出高维及相邻帧变化较大等特点。从量子信息处理理论出发,将一帧语音信号视为一个量子态,在传统神经网络的基础上,利用量子逻辑线路构造神经网络,实现说话人语音信号的有效聚类,探索一种基于量子逻辑线路神经网络的说话人识别模型与方法。利用模型固有的大量全局吸引子,可有效降低语音信号处理的时间及复杂度。通过在经典计算机上模拟仿真,并与BP神经网络说话人识别模型进行对比,表明该方法能够加快说话人识别模型的收敛速率,对参数变化具有更好的鲁棒性,且其系统识别率比BP神经网络方法平均提高了3.34%。     

量子强化学习技术及研究进展

近年来,强化学习理论和算法研究迅速发展,并且在竞争博弈、智能控制、分析预测、优化调度等领域得到广泛应用.但是,传统强化学习算法学习效率低、系统开销大,尤其是面对复杂任务时这种情况更为严重.结合量子计算特性,可实现对强化学习算法的加速,由此提出的量子强化学习技术,对强化学习技术的发展赋予了全新的动力与广阔的前景,引发了日...     

基于量子理论的信号处理研究进展

量子理论是20世纪物理学取得的重大进展之一。近年来,量子理论和信息科学相结合产生了量子通信、量子计算等交叉学科。本文从信号处理的角度出发,介绍基于量子理论的信号、图像处理研究进展。首先介绍了有关量子理论的基础知识,然后分别介绍了量子信号处理、量子神经网络及量子图像处理三个方面的内容,并简述了量子理论在信号处理领域的发展前景。     

镉离子检测技术研究进展

镉离子具有生物毒性,在农畜产品、食品等中的残留给人类健康带来严重威胁.镉离子的检测可分为传统检测和免疫学检测,本文通过对镉离子的传统检测进行回顾,提出多种镉离子的免疫学检测技术,并对其应用进行了综述.     

铝离子的在线分析

用流动注射法研究了铝离子的在线分析,采用铝－铬天青Ｓ的二元显色体系,在流动体系中考察了表面活性剂,ｐＨ的影响,阴离子和阳离子对铝离子的干扰,用抗坏血酸和邻菲罗啉作掩蔽剂,在ｐＨ＝５．５缓冲液中测定铝,进样频率１２０次／ｈ,此方法检测下限０．１５μｇ／ｍＬ,相对标准偏差小于５％,回收率１０１％。     

基于量子中继的量子通信网络技术取得重大突破

<正>近日,我国在基于量子中继的量子通信网络技术方面取得重大突破,在国际上首次实现相距50公里光纤的存储器间的量子纠缠。中国科学技术大学、济南量子技术研究院、中科院上海微系统与信息技术研究所等单位的科学家合作,通过高亮度光与原子纠缠源、低噪高效单光子频率转换和远程单光子精密干涉等技术,成功地将相距50公里光纤的两个量子存储器纠缠起来,为构建基于量子中继的量子网络奠定了基础。     

离子风强化散热技术研究进展

近年来,离子风技术凭借其无运动部件,低噪声和低功耗的特点引发了许多领域的关注。如今中外在离子风强化散热研究已取得一定进展,但多局限于对电极结构参数及布置的优化。最近,纳米材料被利用来进一步提高离子风的散热性能,并实验证明了其可行性。对近些年离子风在散热领域上的发展现状进行了总结评述,并对最近纳米材料在离子风散热上的应用进行了整理分析,总结了目前研究问题并指出未来研究趋向。     

基于ISWAP逻辑门的量子计算和纠缠态制备

研究在多体系统中实现普适量子逻辑门以及制备量子纠缠态,从实验中最为常用的相互作用出发,通过控制两比特之间的耦合,直接构建ISAWP逻辑门,基于这个基本的逻辑操作,可以实现量子计算中最为普适的两比特逻辑门,同时还利用这种相互作用制备了多比特的W态和Cluster态.     

基于萘酚醛酰腙的铝离子荧光探针

铝不是生命必需元素,过量摄入铝会引起人体机能损伤,为了警惕铝污染和预防铝的过量摄入,非常有必要开发快速、方便的铝离子检测方法。通过缩合2-羟基-1-萘醛与呋喃-2-酰肼合成了一个铝离子荧光探针(NF),具有一定的应用前景。在pH=7.0的水溶液中,NF几乎没有荧光,加入铝离子后发出明亮的青色荧光。当加入其它常见金属离子时,探针的荧光光谱几乎没有变化,而且,当它们与铝离子共存时不影响对铝离子的荧光检测,因此,探针NF对铝离子具有高选择性荧光增强响应。质谱分析研究表明二者形成了2∶1的络合物,并据此提出了NF与铝离子的可能配位结构。     

基于格子Boltzmann方法的量子等离子体离子声波的数值模拟

用格子Boltzmann方法(LBM)研究由KPB(Kadomtsev-Petviashvili-Burgers)方程控制的量子等离子体中离子声波的数值模拟问题, 得到了KPB方程中离子声波的传播演化结果.     

基于格子Boltzmann方法的量子等离子体离子声波的数值模拟

用格子Boltzmann方法(LBM)研究由KPB(Kadomtsev-Petviashvili-Burgers)方程控制的量子等离子体中离子声波的数值模拟问题, 得到了KPB方程中离子声波的传播演化结果.     

基于量子逻辑的l-值正则语言的广义泵引理

给出了三个l-值正则语言的广义泵引理,是文献[5]中泵引理的推广,可以解决更广泛的l-值正则语言的判定问题.