检索结果-内蒙古大学图书馆

西南交通大学学报 2019年第3期54卷 492-498页

作者：许晶李世尧王斌泰李静蒋秀根中国农业大学水利与土木工程学院北京100083 杭州电子科技大学通信工程学院浙江杭州310018 河南职业技术学院环境艺术工程系河南郑州450046

为提高深梁结构内力及变形的计算精度和效率,以 Timoshenko 梁理论为基础,建立了深梁位移控制方程,进而构造了深梁挠度、截面弯曲转角和剪切角的解析位移形函数.采用势能原理建立了深梁的势能泛函,利用势能变分原理得到了解析型单元列式... 详细信息

为提高深梁结构内力及变形的计算精度和效率,以 Timoshenko 梁理论为基础,建立了深梁位移控制方程,进而构造了深梁挠度、截面弯曲转角和剪切角的解析位移形函数.采用势能原理建立了深梁的势能泛函,利用势能变分原理得到了解析型单元列式,进而给出了解析型单元总刚度矩阵,将其与理论解、插值多项式深梁单元进行对比分析.结果表明:构造的解析型单元只需划分为一个单元即可保证计算的深梁挠度和转角与理论解一致,采用插值多项式单元确定的挠度和转角与理论解的相对误差最大可达到 19.785%.同时,为验证剪切变形对深梁位移影响,将构造的单元与 Euler 梁单元的计算结果进行对比.对比表明:对于承受均布荷载作用的悬臂梁,基于 Euler 梁计算的位移与基于 Timoshenko 梁理论构造的解析型单元计算的位移偏差可达到 50%;对于承受端部集中弯矩作用的简支梁,基于 Euler 梁计算的位移与基于 Timoshenko 梁理论构造的解析型单元计算的位移偏差可达到 10.769%.本文构造的单元满足了高精度、高效率的要求;该解析型梁单元可适用于浅梁分析,且不存在剪切闭锁的问题.

关键词： Timoshenko梁解析形函数势能原理刚度矩阵有限元法

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高性能反谐振空芯光纤导光机理与实验制作研究进展

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物理学报 2018年第12期67卷 45-62页

作者：丁伟汪滢莹高寿飞洪奕峰王璞中国科学院物理研究所北京100190 北京工业大学激光工程研究院北京100124

传统实芯光纤无法克服材料本身固有的非线性、色散、瑞利散射、光照损伤等缺陷,微结构空芯光纤有望解决这些本征性问题,可以为高功率激光、非线性光学、生物光子学、量子光学、光纤传感、光通信等应用提供一个理想而方便的媒介.在技术... 详细信息

传统实芯光纤无法克服材料本身固有的非线性、色散、瑞利散射、光照损伤等缺陷,微结构空芯光纤有望解决这些本征性问题,可以为高功率激光、非线性光学、生物光子学、量子光学、光纤传感、光通信等应用提供一个理想而方便的媒介.在技术实现的道路上存在着光子禁带空芯光纤和反谐振空芯光纤两种选项.后者具有宽带导光和高激光损伤阈值等优点,但是一直受困于较高的传输损耗.这一情况随着最近几年人们对反谐振导光机理和光纤制作技术研究的快速推进正在逐渐发生转变.本文回顾了我们团队五年来开展的系统性的理论和实验工作,介绍了一套直观的可定量计算的反谐振导光机制理论,展示了最新研制的高性能光纤.通过合理利用光纤结构中的局域性和全局性特征,突破了半解析计算反谐振空芯光纤限制损耗的难题;通过对光纤拉制条件的精密控制,制作出了紫外到中红外波段的各型光纤;并对进一步提高光纤性能和在此基础上的更丰富的光学应用研究进行了展望.

关键词：光纤光学传输损耗光纤制备双折射

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基于核磁共振体系的量子态制备与分团问题研究

基于核磁共振体系的量子态制备与分团问题研究

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作者：余琦中国科学技术大学

学位级别：硕士

量子计算与量子信息是以量子力学为基础,并结合了数学,计算机科学,通信学等学科的一门新兴学科。相对于经典的计算,量子计算在解决特定问题方面有着显著的优势。例如,对于一个29位的整数的分解问题,用百万次每秒计算速度的经典计算机需... 详细信息

量子计算与量子信息是以量子力学为基础,并结合了数学,计算机科学,通信学等学科的一门新兴学科。相对于经典的计算,量子计算在解决特定问题方面有着显著的优势。例如,对于一个29位的整数的分解问题,用百万次每秒计算速度的经典计算机需要8400年,但用量子计算机却只需要3.5小时!这种速度上的提升十分诱人,因此量子计算是国际科学界研究的热门课题之一。在所有潜在的量子计算物理体系中,核磁共振体系是发展最迅速的体系之一。本论文正是基于核磁共振体系,完成了量子计算方向的三个课题:(1)任意维度的量子均匀叠加态制备;(2)利用量子算法解决分团问题。(3)7比特标记赝纯态制备;具体内容如下:在第一章中,与经典计算相对比,我们介绍了量子信息处理中的一些基本概念:量子比特,量子逻辑门,量子测量以及DiVincenzo判据。在第二章中,我们具体介绍了核磁共振技术。根据DiVincenzo判据,解释如何在核磁共振体系中构造量子比特,逻辑门等基本概念。第三章介绍第一项工作——任意维度的量子均匀叠加态制备。我们给出了一个制备任意维度均匀叠加态的方法,其目的是为了拓宽一些量子算法的应用领域。并且,我们还讨论了叠加态的纠缠性质,设计出了对应的观测算符来探测叠加态的纠缠性质。第四章介绍第二项工作——利用量子算法解决分团问题。我们结合量子搜索算法,将分团问题的计算复杂度进行平方加速,即利用量子算法复杂度为O((?)),并在核磁共振体系中完成了一个最简单图的算法演示。第五章介绍第三项工作——7比特赝纯态制备。我们用猫态法搭建脉冲序列图,并利用脉冲编译程序,完整了7比特巴豆酸样品的编辑赝纯态制备。总结来说,在理论方面,我们展示了量子计算和量子算法的优势。虽然在实验方面我们只能进行演示性实验,还未曾体现出量子计算的巨大潜力。但是随着对这些物理体系的更深入研究,总有一天,大比特量子计算机能够在人们翘首期盼中诞生。

关键词：量子计算量子算法核磁共振均匀叠加态分团问题

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基于铌酸锂光量子芯片的宽调谐高品质全同光子对

基于铌酸锂光量子芯片的宽调谐高品质全同光子对

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第十八届全国量子光学学术会议

作者：端家晨徐平龚彦晓谢臻达祝世宁固体微结构物理国家重点实验室南京大学物理学院和电子科学与工程学院国防科技大学计算机学院量子信息研究所

在量子计算[1]、量子通信等领域,光子由于不易退相干、高速传输等特性,一直是一种优良的信息载体。由于铌酸锂具有较大的二阶非线性系数、高效高速的电光效应、易于单片集成等优势,已经被广泛用于产生量子计算和量子通信的各种光子源,... 详细信息

在量子计算[1]、量子通信等领域,光子由于不易退相干、高速传输等特性,一直是一种优良的信息载体。由于铌酸锂具有较大的二阶非线性系数、高效高速的电光效应、易于单片集成等优势,已经被广泛用于产生量子计算和量子通信的各种光子源,特别是最近几年铌酸锂有源光量子芯片的出现[2],使得极化工艺和波导加工技术有效的兼容,能够在芯片上产生高亮度光子源的同时还能够对光子进行处理和调控,实现高集成度、可扩展的量子信息处理芯片。在基于铌酸锂的质子交换波导芯片,泵浦光先通过超晶格结构发生下转换产生参量光,参量光再通过片上的定向耦合器进行干涉得到分离的全同光子态即|11〉态[2]。本工作中,我们为了获得高保真度的而且是宽调谐的|11〉态,对光量子芯片的设计进行了多项改进。一是设计泵浦光在两路产生的光子对尽量全同,二是分束器的分束比精确达到50:50,三是提高了芯片的工作波长调谐范围。我们的具体设计是:片上的马赫曾德尔(MZ)干涉仪和多周期超晶格的嵌套,实现在1550nm波段附近200nm调谐的分离全同光子对,路径纠缠度超过96%,光子对产率超过107Hz/nm/mW。这为基于铌酸锂的有源量子芯片在量子计算和量子通信领域带来更加实用的前景。

关键词：光子对量子通信铌酸锂光量子宽调谐

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量子密钥分配中层析技术研究

量子密钥分配中层析技术研究

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作者：方茜中国科学技术大学

学位级别：硕士

信息安全一直以来都是人们关心的问题,它涉及个人隐私、商业机密以及国防安全等方方面面。密码学即是一门用于信息保密的科学,其最基本的任务就是通过加密方法提供安全保密性。二战之后,人们对密码学的研究更加重视。经典的密码系统主... 详细信息

信息安全一直以来都是人们关心的问题,它涉及个人隐私、商业机密以及国防安全等方方面面。密码学即是一门用于信息保密的科学,其最基本的任务就是通过加密方法提供安全保密性。二战之后,人们对密码学的研究更加重视。经典的密码系统主要分为公钥密码系统和私钥密码系统。公钥密码系统的安全性未被严格证明,如今量子计算机正在不断发展,将对其安全性造成严重挑战。私钥密码系统抗计算能力强、理论上存在绝对安全性,但是密钥的安全分配问题是一个重大难题。量子密钥分配技术的出现解决了密钥分配的难题,它的安全性基于量子不可克隆定理、海森堡不确定性原理、测量塌缩原理等量子学领域中的基本定理。1984年Bennett和Brassard首次提出BB84协议,随后其理论安全性也被证明。虽然理论上证明QKD的协议安全性,但实际实验装置不可避免的存在光源、通信信道及探测器等非理想特性。本文主要完成以下几个工作:首先介绍了密码学发展过程以及量子密钥分配的研究现状。然后介绍了量子密钥分配技术中最著名的BB84协议,并且分别论述了量子密钥分配技术的协议安全性和实际安全性。随后给出相应的解决方案,即最新提出的参考系和测量设备双无关的量子密钥分配系统(RFI-MDI-QKD)。最后给出本人提出的一种新的量子层析方法来估计RFI-MDI-QKD协议中的渐近安全密钥率。我们提出一种新的层析方法来估计RFI-MDI-QKD协议中的渐近安全密钥率。根据渐近安全密钥率的数值模拟,我们证明了层析方法在理想情况下等同于传统的RFI-MDI-QKD方法,并且当参考系未校准时,随着传输距离增加,层析方法具有略高的渐近安全密钥率。

关键词：量子密钥分配参考系无关协议测量设备无关协议量子层析

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量子点半导体光放大器的波长转换效率

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光学学报 2017年第4期37卷 86-93页

作者：杨文华王海龙王兆翔韦志禄龚谦曲阜师范大学物理工程学院山东省激光偏光与信息技术重点实验室山东曲阜273165 中国科学院上海微系统与信息技术研究所信息功能材料国家重点实验室上海200050

为提高全光波长转换器的波长转换效率,在量子点半导体光放大器(QD-SOA)波长转换特性研究的基础上,分别对基于交叉增益调制(XGM)效应和交叉相位调制(XPM)效应的全光波长转换器的转换效率进行了仿真分析。利用三能级QD-SOA模型并基于XGM... 详细信息

为提高全光波长转换器的波长转换效率,在量子点半导体光放大器(QD-SOA)波长转换特性研究的基础上,分别对基于交叉增益调制(XGM)效应和交叉相位调制(XPM)效应的全光波长转换器的转换效率进行了仿真分析。利用三能级QD-SOA模型并基于XGM型全光波长转换器,计算了输入脉冲宽度、有源区长度、损耗系数、最大增益模式和电子跃迁时间的变化对转换效率的影响。结果表明,减小输入脉冲宽度、损耗系数、电子跃迁时间和增加有源区长度、最大增益模式均可以提高全光波长转换器的转换效率。该研究对全光逻辑异或门的设计及QD-SOA的应用有一定的指导意义。

关键词：光纤光学量子点半导体光放大器交叉增益调制交叉相位调制转换效率异或门

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基于OpenACC编程模型的逆时偏移多级并行的设计与优化

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石油地球物理勘探 2018年第6期53卷 1307-1313,1325,I0008,I0009页

作者：赵虎武泗海尹成唐泽凯贾鹏西南石油大学地球科学与技术学院四川成都610500 西南石油大学天然气地质四川省重点实验室四川成都610500 中国石油东方地球物理勘探公司西南物探分公司四川成都610213

OpenCL和CUDA等GPU并行编程模型在波场数值模拟、偏移成像等领域已经得到广泛应用,但二者都破坏原有的串行代码而重新设计并行算法,会增加并行实现的难度和工作量。本文将一种新的GPU并行编程模型OpenACC应用于逆时偏移计算,通过添加编... 详细信息

OpenCL和CUDA等GPU并行编程模型在波场数值模拟、偏移成像等领域已经得到广泛应用,但二者都破坏原有的串行代码而重新设计并行算法,会增加并行实现的难度和工作量。本文将一种新的GPU并行编程模型OpenACC应用于逆时偏移计算,通过添加编译指令实现节点间/节点内的进程/线程级的多级并行方案,是一种更便捷、高效的异构并行技术。对多级并行的数据通信进行优化,实现了叠前偏移成像的多级异构并行加速。数值实验结果表明文中多级并行方案可以有效地解决逆时偏移计算量大和存储量大的问题;经过数据通信的优化后,可以显著提高逆时偏移的计算效率。

关键词： GPU编程 OpenACC 逆时偏移多级并行

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针对诱骗态量子密钥分发方案的PNS攻击研究

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密码学报 2018年第1期5卷 1-12页

作者：李宏欣迟洋广韩宇闫宝王伟战略支援部队信息工程大学洛阳471003 数学工程与先进计算国家重点实验室郑州450001

量子保密通信技术的飞速发展,展现了量子密码在通信领域巨大的应用潜力.量子密码利用量子的物理属性来保证通信的无条件安全,然而在实际通信系统中,光源等设备的不完美性给通信系统带来了安全隐患.针对使用非理想光源的量子密钥分发系统... 详细信息

量子保密通信技术的飞速发展,展现了量子密码在通信领域巨大的应用潜力.量子密码利用量子的物理属性来保证通信的无条件安全,然而在实际通信系统中,光源等设备的不完美性给通信系统带来了安全隐患.针对使用非理想光源的量子密钥分发系统,采用分束攻击可以获得通信密钥而不被发现.本文首先介绍分束攻击的发展现状和基本原理,然后对一种分束攻击改进方案的关键技术进行了研究.基于对该方案的分析,对传统的分束攻击进行进一步改进,提出一种新的分束攻击方案。新方案针对非相位随机化光源,根据不同光脉冲强度,设计了一种计算分数器效率的方法,该方法使得窃听者能够合理控制接收端计数率保持不变;同时,为了使得新方案更加实用化,将光脉冲强度分为不同的安全区间,针对每一个安全区间求出一个分数器效率使其保持接收端计数率波动在可接受范围内,从而提高了攻击效率和攻击能力.最后应用MATLAB拟合出分数器效率与光强之间的函数关系,并且通过数值模拟以及数次优化证明了方案的安全性和可行性.

关键词：量子密钥分发诱骗态 PNS攻击安全区间分数器效率

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基于格的后量子密钥交换研究

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密码学报 2017年第5期4卷 485-497页

作者：刘亚敏李祥学刘晗林中国科学院信息工程研究所信息安全国家重点实验室北京100093 保密通信重点实验室四川成都810信箱成都610041 华东师范大学计算机科学技术系上海200062 卫士通摩石实验室北京100070 上海交通大学计算机科学与工程系上海200240

理论上量子算法可高效破解基于整数分解类和离散对数类等经典数论假设的密码体制;近年来量子计算机的研制进展迅速,使经典公钥密码面临现实威胁.因此,设计后量子密码系统是当前密码学研究以及标准制定中的重要课题.其中以后量子密钥交... 详细信息

理论上量子算法可高效破解基于整数分解类和离散对数类等经典数论假设的密码体制;近年来量子计算机的研制进展迅速,使经典公钥密码面临现实威胁.因此,设计后量子密码系统是当前密码学研究以及标准制定中的重要课题.其中以后量子密钥交换协议的需求最为迫切,因此成为近年来的热点研究方向.本文主要关注基于格上的计算困难问题,LWE,环LWE和模LWE设计的后量子密钥交换协议,尤其是最基础的无认证密钥交换协议,包括BCNS15,NewHope/NewHope-Simple,Prodo,***等.本文将介绍这些协议中的关键技术,参数选取,以及通信量,计算效率和安全性等指标.

关键词：后量子密码密钥交换 LWE 环LWE 模LWE

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双势阱中超冷原子的非定域性

双势阱中超冷原子的非定域性

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作者：韩梦娜山西大学

学位级别：硕士

纠缠是量子力学中的一个核心概念,描述了两个或多个粒子之间特殊的相互依赖关系。当粒子纠缠时,它们的量子态不能再被单独描述,而是需要考虑整个系统的态。对一个粒子进行测量,其结果会立即影响到与其纠缠的粒子的状态,即使它们之间的... 详细信息

纠缠是量子力学中的一个核心概念,描述了两个或多个粒子之间特殊的相互依赖关系。当粒子纠缠时,它们的量子态不能再被单独描述,而是需要考虑整个系统的态。对一个粒子进行测量,其结果会立即影响到与其纠缠的粒子的状态,即使它们之间的距离很远。量子纠缠可以在光学、原子等系统中实现,但因为激光技术的发明,与光子系统相比较,原子系统是一个干净,易操控的系统,可以很好地进行量子计算和量子模拟的实验研究。在超冷原子体系中,量子纠缠的产生以及操控是当前量子信息科学领域非常重要的研究课题,而双势阱模型也是量子力学中很常见的物理模型。因此,我们有必要在双势阱模型超冷原子的问题上进行更深入的研究。本文中主要研究位于双势阱中超冷原子纠缠的产生及操控,同时,在光和原子相互作用过程中考虑耗散,耗散对于远程量子通信中的量子存储和量子纠缠交换来说也很重要,是一个必须考虑的问题,希望通过对少体原子的研究可以发现一些有用性质,为以后的研究提供实质性的帮助。本文结构如下: 第一章是绪论,简单介绍了超冷原子。近年来超冷原子受到了人们的广泛关注,在量子通信等各个方面都有广泛应用。其次介绍了纠缠的发展历程,在系统与环境相互作用的过程中,环境中的噪声会破坏纠缠,造成退相干。但是随着研究的深入,人们发现耗散也可以作为制备纠缠态的一种资源。最后介绍了描述量子系统演化的主方程,对于量子开放系统的研究具有重要作用。第二章研究了光与原子相互作用。一对Raman光作用于原子,在大失谐情况下,三能级系统等效为二能级系统,通过控制相互作用的时间,可以控制原子处于某种状态的概率,这是一种分束操作,其作用效果的结果为分束器。在这个过程中,考虑到耗散的影响,我们利用主方程研究了粒子布居数的分布情况。第三章研究了超冷原子非定域态的产生,利用光与原子的分束作用,在双阱中研究了超冷原子非定域态的产生,发现这些态违反了CHSH不等式,即使在存在耗散时,双阱中原子也可产生非定域态。最后在第四章中我们做了工作总结并对未来的研究工作做出了展望。

关键词：纠缠耗散 CHSH不等式非定域性

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