美国量子技术研发:相关政策与国防预算

在梳理近年来美国量子技术相关政策与发展计划的基础上,对美国国防部的量子技术相关研发预算的总量及不同机构的分解预算进行详细分析。量子技术在军事领域具有广泛的应用前景,能够提升信息安全、军事作战效能、情报收集和处理能力。美国国防部始终注重量子技术的战略谋划和系统布局,持续投资多领域的量子技术研发项目,以确保美国在量子信息科学领域的持续领先地位,将对未来军事及民用领域科技发展带来深远的影响。     

量子悖论的世纪之争——观控相对论的历史背景与理论探索

从量子悖论的新视角 ,对 2 0世纪两大科学革命的代表人物爱因斯坦与玻尔及其门生长达 60余年的争论 ,作了本质性的探索 :即将这一争论在世纪末中国科学哲学界的投射和升华作了理论的总结 ,概括为观控相对论———统一了西方自然科学与人文科学的三大前沿理论 :微观世界的互补原理、宇观世界的人择原理、宏观世界的反身性原理。由此引出中国传统文化的类比逻辑 (负的方法 ) ,是否能消解悖论而作为解释物质发展过程的另一种思维方式并与其对立的因果性思维方式相互补 ,这种东西方文化深层次的协调也许正是 2 1世纪发展现代科学的一条正确途径     

基于FSO的星地协作系统中断概率的性能分析

针对卫星信道的衰落特性和阴影效应,分析了基于自由空间光(Free-Space Optical,FSO)通信的星地协作系统的中断概率性能.在卫星至无人机(Unmanned Aerial Vehicle,UAV)间采用RF信道,并采用解码-转发(De-code-and-Forward,DF)模式;在无人机至目的节点(地面用...     

舰炮身管的模态分析与多目标优化

舰炮的炮口扰动是影响舰炮射击精度的重要因素。为了减少舰炮的炮口扰动,优化身管结构,建立了柔性身管的ABAQUS有限元模型,将有限元模型的模态计算值与模态试验值进行比较,发现建立的柔性身管有限元模型是合理可行的。提出了混沌量子粒子群算法与动力学联合优化的方法,进行身管和炮口的多目标优化。优化结果表明,优化后炮口中心的线速度、角速度和角位移与优化前相比显著减小,身管质量有所降低,结构更加合理,该优化方法有效可行,为下一步全炮总体优化设计提供了一定的借鉴。     

基于改进QGA的有/无人机编队多任务联盟生成

针对有/无人机编队作战中多约束复杂任务分配问题,提出一种改进QGA(Quantum Genetic Algorithm,QGA)的多任务联盟求解方法。首先确定任务需求、时间、平台能力等多种约束,综合考虑联盟总任务收益、耗费成本与任务时间因素,构造目标函数,建立了多任务联盟生成优化问题模型;从多分组并行演化、观测值修正、动态旋转角调整3方面对QGA算法进行改进用于问题求解;并结合实际案例进行了仿真分析,结果表明,提出的方法可以有效生成多任务联盟,解决有/无人机编队多约束复杂任务分配问题,解质量较高。     

一种改进的量子粒子群算法

量子粒子群算法是将量子计算与粒子群算法相结合的一种新的优化方法。首先利用相位角进行实数编码，将动态量子旋转门引入到粒子群算法中，采用自适应变异，提出了一种改进的量子粒子群算法。然后运用Pe-nalized函数和Ackley函数测试了该算法的性能。最后将该算法应用到武器目标分配模型中，获得了最优的分配方案。仿真研究表明，该算法具有收敛速度快、搜索能力强和稳定性高的特点。     

紫外光非视距后勤应急通信系统研究

自由空间紫外光非视距通信能够在复杂气候条件下、于复杂地形区域为一定范围的集群后勤保障行动提供应急信息支持。建立了自由空间紫外光非视距通信系统大气信道基本模型，分析了系统光束孔径角和通信距离对通信效果的影响，探讨了提高系统通信能力的策略。模拟结果证明：紫外光非视距通信系统在半径1km左右范围内能够保持较好的通信效果，满足小范围集群后勤应急保障需要。该结果可为发展复杂环境下后勤保障应急通信系统提供相应借鉴。     

多量子阱红外焦平面阵列研制进展

研制红外凝视成像导引头的一项关键技术,是要制造大面积的性能均匀的红外焦平面阵列。近年来,从能带工程的观点出发,使用以现代薄膜技术制造的多量子阱超晶格材料,采用微电子技术研制的多量子阱红外焦平面阵列的工作进展很快,备受人们关注。了解有关的发展背景、基本原理、先进技术和研制实例是十分有益的。     

基于纠缠交换的量子安全通信协议

基于纠缠交换和Einstein-Podolsky-Rosen纠缠对,提出一种量子安全直接通信协议和一种多方量子秘密共享协议。量子安全直接通信协议利用光子分组传输方法,与现有协议不同的是通信方可以直接将秘密消息编码为四个Bell态之一,从而不需要在保证量子信道的安全之后再对秘密消息编码。在多方量子秘密共享协议中,通信方以一定的概率选择检测模式和编码模式。协议的实现只需要Einstein-Podolsky-Rosen对而不需要制备多粒子纠缠态。与已有的协议相比较,该协议不需要局域幺正操作,协议的效率得到了显著提高。两个协议的安全性均等同于BBM92协议的安全性。     

星地融合网络中基于遍历容量的地面用户调度算法

星地融合网络采用无人机作为卫星与地面用户的中继设备,有效地解决偏远地区因地面无线覆盖能力不足问题。针对星地融合网络的系统资源调度问题,提出基于遍历容量的比例公平性（ergodic capacity-based proportional fairness,ECPF）调度算法。ECPF调度算法构建基于自由空间光通信（free space optical,FSO）的卫星-无人机的通信模型,并推导FSO链路的瞬时信噪比;构建基于译码转发（decode-and-forward,DF）的无人机-用户的通信模型,并推导RF链路的瞬时信噪比。然后,计算用户的遍历容量,并结合比例公平性（proportional fairness,PF）调度算法对资源进行调度。仿真结果表明,提出的ECPF调度算法更好地保证了用户使用资源的公平性,提升了系统的吞吐量。