神奇的量子

在我们所生活的世界中,物质的运动是连续的,流水、风、奔驰的汽车以及我们自身的运动都无时无刻不在证明这一点;不仅如此,能量的流动也是连续的,光的辐射、热的传递以及电磁波的传播都被认为是在时空中连续存在的。所有这些都在我们心里造成了这样一个根深蒂固的观念：物质的运动和能量是连续的。在20世纪以前,人们丝毫都不怀疑这个判断,经验常识和经典科学都不容置疑地支持这一观点。     

源于菊花的碳量子点的制备及其对Fe3+的检测

文章以常见中药材菊花作为生物质原料,通过热解炭化、超声透析等方法制备纯化,冷冻干燥得到固态碳量子点(carbon quantum dots, CQDs),利用透射电子显微镜(transmission electron microscope, TEM)、傅里叶变换红外光谱仪(Fourier transform infrared spectrometer, FTIR)、拉曼光谱仪、紫外-可见吸收光谱仪(UV-vis)和荧光光谱仪对其进行表征。结果表明：制备得到的碳量子点水溶性好,发出蓝色荧光;由于C=C的π→π*跃迁,在205 nm左右处有一较弱的吸收峰;存在激发波长依赖性,最大激发波长约为370 nm,最佳发射波长约为460 nm;颗粒呈圆形,平均尺寸为3～5 nm。分析各种金属离子对其荧光强度的猝灭影响,发现低浓度下Fe³⁺导致碳量子点荧光猝灭的线性关系,检测范围为0～7.5×10^-5 mol/L和0～5.0×10^-4 mol/L,检测限为1×10^-5 mol/L。     

激子效应对抛物量子点中光电导的影响

利用记忆函数方法研究了抛物量子点中的光电导,并导出了光电导的解析表达式.以典型的GaAs/Ga1-xAlxAs抛物量子点为例作了数值计算,结果表明,在弱耦合区域,随着抛物势频率的增加,光电导会随之增强,而在强耦合区域,光电导会随之减弱;在弱耦合区域,随着抛物势频率的增加,光电导峰会向左漂移,而且抛物势频率越大,光电导曲线越不对称;考虑了激子效应后的光电导比未考虑激子效应的光电导大了10%以上.     

基于改进旋转策略的量子遗传-神经网络算法的软件缺陷预测模型

针对标准量子遗传-神经网络在进行缺陷预测时存在的收敛速度慢、易陷入局部最优等问题,提出了基于改进旋转策略的量子遗传-神经网络算法的预测模型.首先,以标准BP(back propagation)神经网络为基础,确定其拓扑结构.接着,采用动态更新旋转角度的策略对旋转角度进行更新.然后,利用改进的算法对神经网络进行优化,并构...     

单激发双发射氮掺杂碳量子点的制备及其在生物成像和荧光油墨中的应用

以L-苹果酸为碳源、3,3′-二氨基二丙胺和氟化铵为氮源,通过简单的水热法一步合成了稳定性好且具有单激发双发射荧光特性的氮掺杂碳量子点(Nitrogen-doped carbon quantum dots, N-CDs)。透射电子显微镜(TEM)、傅立叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线粉末衍射光谱(XRD)表征结果表明,该N-CDs具有良好的分散性和水溶性、平均粒径约为3.3 nm,测得的晶格常数为0.27 nm,这与石墨烯量子点(002)晶面的晶面间距匹配较好。进一步的荧光测试表明,最大激发波长350 nm,最大发射波长为425 nm和850 nm。用硫酸奎宁做参比测得荧光量子产率为17.5%。研究发现该N-CDs具有出色的光学、酸碱、抗盐和抗生物小分子的稳定性,已成功应用于生物成像领域或是作为荧光油墨用于成像。     

量子连续粒子群优化算法及其应用

提出了基于量子理论的连续粒子群优化(Continuous Particle Swarm Optimization based on Quantum Methodology, CPSO-QM)算法,主要是采用了量子理论中的叠加态特性和概率表达特性.其中,叠加态特性可以使单个粒子表达更多的状态,潜在地增加了种群的多样性;概率表达特性是将粒子的状态以一定的概率表达出来.在基准函数的实验测试中,对比其它常用算法,结果显示本文提出的算法性能较好.在实际应用中,以丙烯腈反应器作为建模研究对象,提出了三种进化策略,实验结果显示,这三种策略训练的神经网络软测量模型都可以较好地预测丙烯腈的收率.     

量子K最近邻算法

为减少经典K最近邻算法的时间复杂度,提出了量子K最近邻算法(QKNN)。介绍了QKNN算法的构造步骤,然后为减少量子计数子程序的运行时间,进一步将固定的K值修改为可变的k,形成改进的k可变的量子最近邻算法(QkvNN)。为弥补由于最近邻个数K变化带来的分类错误率上升的影响,在Boosting算法框架下,用三个由QkvNN算法训练的弱分类器,去构造了一个强分类器,从而提高单独运行QkvNN的分类精度。在此算法中,由于利用了量子计算的强大能力,使得经典K最近邻算法的时间复杂度从O(N)减小为O(N)。     

量子全加法器的修改和算法研究

通过与经典全加器的基本模型进行比较后,讨论了一个改进后的量子平面加法器的基本构型.对其原理、组件和算法进行了研究,比较了本加法器两个主要组件与一般量子加法器的不同.作为应用的例,设计了一个n比特量子全加法器的模型,对其具体运算过程和基本功能进行了说明.     

关于量子导引的一些刻画

文章根据有限维两体系统量子导引的局域不确定定理,提出了检测量子导引的非线性判据。补充证明了判断量子态不可导引的协方差矩阵判据和局域不确定定理的等价关系。     

单分子的新奇物性及其调控

随着电学器件的尺寸逐渐减小,分子电子学,即将单个分子作为电路的组成元件,逐渐成为一个前沿研究领域.在分子电子学领域中,这种单分子器件不仅为未来电路器件的微型化提供了潜在的解决方案,更是由于其独特的纳米尺度而蕴含着大量新奇的物理性质.本文在简要介绍单分子器件的构筑方法后,详细介绍了单分子器件在电学、磁学和量子方面的部分新奇物性以及相应的调控方式,并对单分子科学在器件制备方法、测试手段和机制研究等方面进行简要的总结与展望.