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.     

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.     

量子计算机的研究与应用

介绍量子计算的最新研究方向,简述量子计算和量子信息技术在保密通信、量子算法、数据库搜索等重要领域的应用.分析量子计算机与经典计算机相比所具有的优点和目前制约量子计算机应用发展的主要因素,最后展望了其未来发展趋势.     

损耗腔中场与原子的纠缠

讨论了系统预制在原子激发态和场真空态直积条件下,存在腔损耗的Jaynes-Cummings模型中场和原子的纠缠以及原子、光场和原子-场复合系统线性熵的时间演化。结果表明,在共振情况下,若腔损耗较小(κ<2g),退缠周期性地发生,若腔损耗较大(κ≥2g),退纠缠仅出现在初始时刻和稳态。失谐将减弱短时区纠缠而增强长时区纠缠。     

附加Kerr介质对级联三能级Jaynes-Cummings模型光场统计的影响

在假设输入光场为单模相干场,原子制备在最高激发态的条件下,运用全量子论方案研究了Kerr介质腔中M andel Q因子随时间演化特点。结果表明:当单光子失谐量较大时,Kerr效应对光场与级联三能级原子非共振相互作用系统的光子非经典统计性质有较大影响。对弱相干输入光场,Kerr效应降低光子非经典统计性质;对强相干输入光场,Kerr效应有助于增强光子的非经典统计性质。     

海上平台量子密钥分发技术应用研究

量子密钥分发技术利用量子物理学基本原理,规避量子暴力解算潜在威胁,提升密钥分发安全性,将会使保密通信由计算安全向物理安全转变,目前主要有基于光纤的技术和以卫星为主的自由空间技术2种。海上平台活动区域大、机动性强、无基础设施依托,采用以卫星为主的自由空间量子密钥分发技术能适应其特点。本文重点分析了海上跨域远程应用、海上编队内近距离应用、水下及跨介质应用等未来海上平台量子密钥分发应用模式,提出了与海上应用相关的未来技术发展方向,为后续装备技术发展提供参考指导。     

量子进化和模拟退火的混合优化算法

将量子算法和模拟退火算法相结合,提出一种量子进化和模拟退火的混合优化算法。本算法同时利用了量子算法的并行搜索能力和模拟退火算法的串行搜索能力,和量子算法相比有更快的收敛速度和更好的全局寻优能力。仿真实验也表明本算法有更好的搜索性能。     

粘性半导体偏微分方程的定态解

研究了一维粘性定态量子流体动力学(QHD)模型.利用截断法、Leray-Schauder不动点定理以及椭圆型方程的估计,在"亚音速"条件下,得到了强解的存在唯一性.先验估计依赖构造辅助函数,证明依靠截断技术、Leray-Schauder不动点定理和指数变换.     

基于量子天牛群算法的高桩码头横向排架结构损伤识别

针对高桩码头损伤识别问题,引入量子行为优化天牛群(BSO)算法,利用结构模态参数(固有频率和振型)的差别构造目标函数,提出了一种基于量子天牛群(QBSO)算法的损伤识别方法。采用所提方法对一高桩码头模型单直桩、单叉桩的单损伤,双直桩、双叉桩、直桩+叉桩的双损伤进行了计算,并与天牛群(BSO)算法与粒子群(PSO)算法进行对比;对振型添加噪声后单叉桩的单损伤进行了计算。结果表明:所提方法计算效率高、收敛速度快,具有较强的稳定性和抗噪性,能够快速精准地识别出损伤位置与损伤程度。     

垂直腔面发射半导体激光器输出特性的分析

依据腔量子电动力学中自发辐射增强效应,分析了垂直腔面发射半导体激光器的微腔效应,比较了普通开腔和三维封闭腔中的结果。从理论上推出多量子阱垂直腔面发射半导体激光器的速率方程。并讨论了其输出特性即粒子数反转和光输出随泵浦速度变化的关系,同时也讨论了利用微腔效应进一步降低半导体激光器激射阈值的途径。