NDQJava语言词法分析程序

随着计算机硬件的发展,电子元件的功能即将受到量子效应的影响.对量子计算和量子计算机的研究迫在眉睫.Shor(Journal of Computing,1994,26:1484～1509)提出的大数质因子分解算法,向人们展示量子计算诱人的潜力.为验证量子算法正确性、通用量子计算机的可行性以及帮助理解量子力学中诸多问题,南京大学量子计算与量子信息研究组于2006年春设计了一种量子程序设计语言--NDQJava,并于同年夏在经典计算机上模拟实现了NDQJava的处理系统.此处理系统遵循编译一解释的途径,由词法分析程序、语法分析与代码转换程序、量子汇编与解释程序三部分组成.作为处理系统的第一部分,词法分析程序须将能够正确分析源程序并给出结构明确的单词属性字序列,它的设计实现遵循了简明、易用两条准则.本文着重介绍词法分析程序,较为详细地讨论了其设计与实现过程,并讨论了其主要优缺点.     

Grover算法量子处理架构的设计与模拟

针对混合架构经典-量子算法的量子算法处理单元,设计基于Grover算法的量子处理架构.将一种用于量子计算仿真的量子程序设计语言引入Grover量子搜索算法中,并在Linux操作系统中进行执行与模拟.结果表明:所提架构可以提高量子搜索算法的执行性能;利用反馈调节可以有效地实现量子搜索算法的最佳性能.     

Grover量子搜索算法的模拟实现

将一种用于量子计算仿真的量子程序设计语言引入Grover量子搜索算法中,并在Linux操作系统中模拟实现该算法。仿真结果与理论分析结果的一致性验证了Grover量子搜索算法可以将搜索问题从经典的N步缩小到N~(1/2)步,是对经典搜索算法的二次加速。同时,量子程序设计语言的引入,为量子搜索算法的研究提供了一种强大、简便、通用的工具。     

基于软件模拟技术的微程序控制器的设计与实现

分析了微程序控制器的工作原理,定义了一个简单模型机的机器语言SML和微指令的格式,基于强大的软件模拟技术,采用面向对象思想,给出了能够解释SML程序的微程序控制器μC的设计思路和实现方法.     

量子测量逻辑与推理理论

已有的量子逻辑存在只适合于刻画封闭量子系统以及无法形式化量子测量算子等问题。为了描述开放量子系统,本文基于量子测量给出一种逻辑语言。首先,将经典命题公式作为逻辑语言的局部公式,以量子测量算子作为项公式;然后,将项公式的比较式和封闭量子子系统作为逻辑语言的原子命题,并定义一组量子联结词;最后,按结构归纳方式给出逻辑语言的全局公式。通过比较、分析已有的逻辑语言,说明量子测量逻辑的表达能力。作为公理化系统,给出量子测量逻辑的推理规则、元定理等相关理论。     

一种量子处理架构的仿真实现

提出了一种基于Grover算法的量子处理架构,并考虑了反馈控制对所提构架的影响,通过基于量子程序设计语言的软件模拟与基于串并行结构的FPGA硬件仿真2种不同的方法对所提架构进行了执行与模拟.结果表明:所提架构可以有效实现量子搜索算法的执行性能.同时,其硬件仿真较软件模拟具有显著优势.     

基于固态自旋体系的高保真度量子逻辑门的实验研究

量子计算利用量子力学的原理,能够有效处理很多经典计算难以解决的问题,比如大数因子分解.在实现量子信息处理和控制的过程中量子系统总是会受到退相干的影响,这种退相干是由量子系统与外界环境的相互作用造成的.因此实现可以抑制退相干的高保真度量子逻辑门在量子计算研究中具有重要意义.本文首先介绍了实现量子计算对物理系统的要求,然后基于金刚石NV色心体系,讨论实现了动力学纠错门、高保真度的普适量子逻辑门以及时间最优的普适量子逻辑门的几个实验工作,最后给出总结.     

面向R语言的分布式流处理系统设计与实现

为了使得在数据分析领域广泛使用的R语言能够应用于大规模数据的分布式流处理计算,基于Spark Streaming框架,设计和实现了一个面向R语言的分布式流处理系统。系统提出了一套完备的R/Java跨语言交互模型,实现了R语言程序和Java程序的互相调用,从而使得R语言程序可以运行在Java平台上,改进了R语言在大规模数据处理和并发计算等方面的不足。系统也提供了Spark Streaming的R语言编程接口,提高了后者的易用性。通过实例验证了该系统的可行性和实用性。     

实验实现光学量子棘轮（英文）

粒子在外势场中的演化可以用薛定谔方程描述.研究发现可以用光场的相位调制模拟粒子的外势场,只要制备出感兴趣的位相分布调制,就可以利用光束的演化模拟粒子在外势场中的演化.实验上利用相位镜产生锯齿状的外势,从而在全光系统中实现了量子棘轮,用肉眼就可以看到22步的棘轮效应.进一步还演示了棘轮效应中的量子共振现象.本工作实现了用经典光模拟量子粒子的演化,从而可以研究其他有趣的量子现象.     

模具温控凝固成形的数值模拟软件系统开发

根据软件工程的理论,采用结构化分析与设计方法,开发了专用的模具温控凝固成形（MTCS）数值模拟软件系统。首先进行了软件的需求分析建模,绘制了数据流图和数据字典,直观地描述了单元信息、边界条件、刚度矩阵等数据的流动。在需求分析的基础上进行了系统设计,将程序划分成相变潜热、刚度矩阵计算及矩阵求解等10个主要模块,并编制了主模块与各子模块的程序流程图,定义了模块之间的数据接口。软件的前后处理模块的设计与实现在MSC．male软件上进行,求解器模块则采用fortran语言编程实现。最后设计了测试实例对软件进行了测试,并与MSC．marc软件的计算结果进行了对比,误差在3％以内。