RSA公钥密码的威胁-Shor量子算法

通过介绍量子计算基本思想、量子计算概念和RSA密钥原理,对shor算法原理及Shor算法如何完成大数因子分解进行分析,对比传统计算机和量子计算机运算速度的区别,对量子计算机的发展进行了探讨.     

二维拓扑绝缘体退相干效应研究

拓扑绝缘体是当前凝聚态物理研究的热点.退相干效应对该体系的影响的研究不仅有重要的理论意义,而且也是实现未来量子器件的不可或缺的前期工作.文章作者从理论上研究了退相干对二维拓扑绝缘体特别是量子自旋霍尔效应的影响.研究结果表明,作为量子自旋霍尔效应的标志的量子化纵向电阻平台对不破坏自旋记忆的退相干效应(普通退相干)不敏感,但却对破坏自旋记忆的退相干效应(自旋退相干)非常敏感.因此,该量子化平台只能在尺寸小于自旋退相干长度的介观样品中存在,从而解释了量子自旋霍尔效应实验中所观测到的结果(见Science,2007,318:766).同时,文章作者还定义了一个新的物理量,即自旋霍尔电阻,并发现该自旋霍尔电阻也有量子化平台.特别是该量子化平台对两种类型的退相干都不敏感.这说明在宏观样品中也能观测到自旋霍尔电阻的量子化平台,因此更能全面地反映量子自旋霍尔效应的拓扑特性.     

拓扑绝缘体电子态的电场调控

文章简要介绍了对拓扑绝缘体性质的电场控制,主要包括三维拓扑绝缘体表面磁性的电场控制、电子在p-n结中的类光输运行为以及拓扑绝缘体量子点的特性.     

基于量子行为粒子群算法的可测试性设计方法

将量子行为粒子群算法用于复杂电子设备测试点选取问题中.该算法以最少的测试点、测试代价和最大的故障隔离率、检测率为目标定义粒子适应度函数,保证了算法的全局最优性能.仿真结果表明,与其他算法相比,量子行为粒子群算法提高了测试点选取的效率,能较好的保证其算法全局最优性能,为粒子群算法的改进和多目标优化问题提供了新的思路.     

多量子阱的阀值电流与最佳阱数及腔长的关系

推导了量子阱激光器(也称为低阈值量子阱激光器)的最佳阱数的计算公式,经与实验值相比较,比较吻合,并且用PSpice模拟了阈值电流与腔长的关系。     

基于原子分解的辐射源信号二次特征提取

提出了基于原子分解的辐射源信号二次特征提取方法.在过完备多尺度Chirplet原子库基础上,首先用匹配追踪(MP)方法进行信号时频原子分解,并通过改进的量子遗传算法(IQGA)降低MP搜索过程的时间复杂性,得到表示雷达辐射源信号特征信息的最佳Chirplet原子.在此基础上,降低特征参数的维度,提取最具分类意义的原子特征向量.对5种典型雷达辐射源信号的特征提取实验表明,提取的原子特征类内聚集性强、类间分离度大,证实了本文方法的可行性和有效性.     

云自适应量子遗传算法求解柔性作业车间调度问题

针对柔性作业车间调度问题的动态性和不确定性特点,提出一种基于云计算和量子理论的遗传算法.设计自适应调整旋转角的量子遗传算法来获取初始解,利用云模型的随机性和稳定倾向性来自适应调整旋转角,从而提高获取解的质量和获取最优解的效率.借鉴物理学的量子交叉和量子变异特性来保证种群的多样性,以克服早熟收敛的缺陷.通过数值实验表明,提出的算法拥有良好的性能,可以获取较理想的解.     

城际零担货运平台车辆路径问题研究

在考虑城际零担货运平台现有各种不同补贴方案的基础上,以平台补贴成本、车辆使用成本及燃油成本之和最小为目标函数,建立考虑车-货匹配、车辆三维装载等约束条件的车辆路径优化模型。设计一种混合量子粒子群优化算法,计算货物匹配方案、车辆路径、货物装卸顺序、货物装载位置以及平台补贴最优决策方案。实验结果表明：改进的量子粒子群算法得到的小规模算例优化解与CPLEX优化软件得到的最优解偏差为3.31%;改进的量子粒子群算法通过在求解最佳中间位置时引入适应度函数值作为权重,求解的大规模算例结果比传统量子粒子群算法提高了0.91%;通过分析最优解的特点,将改进的量子粒子群算法与启发式算法相结合,算法的求解质量提高了4.05%;通过补贴模式对比实验发现,在合理规划周期内,货主时长补贴和空载补贴的增长在维持总成本基本不变的情况下,可有效提升平台利润,提高车辆利用率。     

AES加密算法的密钥搜索量子线路设计

为验证量子搜索应用于分组密码密钥搜索的可行性,在分析AES算法计算流程和需要实现的计算模块的基础上,设计了一种AES算法密钥搜索的量子线路,包括密钥扩展KeyExpansion模块、量子加密模块和量子比较模块.其中,量子加密模块包含量子轮密钥加AddRoundKey、量子字节代换SubBytes、量子行移位ShiftRows和量子列混淆MixColumns.为了使辅助比特能被后续计算重用,采用回退计算方法去除量子纠缠,在实现量子加密模块时根据4个子模块的不同计算任务采取相应的回退计算策略,以节省计算时间和量子存储空间.研究结果表明:将量子搜索算法应用于分组密码的密钥穷举搜索攻击以达到二次方加速是可行的.