量子信息和量子信息技术

文章阐述了量子信息的概念、形成,并对量子安全通信、量子计算技术及其可能的发展和应用进行了描述.     

正反向量子斯特林循环有限时间热力学性能界限和优化准则

研究了正反向量子斯特林循环的最优性能.在经典极限下,导出了循环的有限时间热力学性能界限和优化准则.得到了斯特林热机、制冷机和热泵特性参数之间的优化关系.     

基于三粒子纠缠态的量子安全直接通信协议

提出了一种新的三粒子量子安全直接通信协议。通信过程利用decoy光子来检测窃听,保证信道安全。发送方将秘密消息编码在不同幺正操作上,通信双方通过Bell基和Z基测量可直接传递秘密消息。由于所有粒子都用于传输秘密消息,且传输一次可获得两比特信息,该协议具有较高的量子比特及量子密码协议效率;三粒子纠缠态的制备是已实现技术,该协议具有实际操作的意义。此外,该协议在量子信道中也是安全的。     

偏振态演化对量子密钥分发影响分析

为了解决量子密钥分发(QKD)系统中的偏振态演化问题,文中分析了偏振态演化所引起的量子误码率问题,提出了通过电动偏振控制器的搜索跟踪算法来训练光纤链路的方法,达到抵消系统中存在的各种双折射的效果,将因双折射所引起的误码率从7%降至0.8%,大大提高了密钥分发的有效性。实验结果证明该方法能够有效解决QKD中的偏振态演化问题。     

量子雷达及其目标探测性能综述

量子技术与传统技术相结合以提升经典系统性能是近年来电子信息、计算机技术等众多科学领域研究热点。由于隐身和电子对抗技术的进步和日益成熟,雷达作为一类典型的电子信息系统,其目标探测受到了越来越多的挑战。从雷达目标探测角度出发,介绍了量子雷达的基本概念与分类、若干实现模型,重点剖析、归纳了量子纠缠等量子效应增强雷达目标探测性能的物理机理与研究现状,指出了量子雷达研究和实现中的关键技术与研究方向。     

基于量子蚁群算法的VRPTW研究

深入研究带时间窗的配送车辆路径问题,建立贴合实际情况的VRPTW模型,并且针对建立的模型,将量子计算的理念与方法融入蚁群算法,改进后的算法更加科学地初始化蚂蚁的位置,使蚂蚁有更大可能性地寻找到最优路径。在搜索的过程中添加量子比特启发式因子,使用局部信息素更新和全局信息素更新相结合的信息素更新方式,全局信息素更新添加了量子旋转门的新模式。并使用2-opt搜索对结果进行进一步的探索,扩大搜索的范围,增加了得到最优解的概率。使新建立的量子蚁群算法能够实现对模型更加高效的求解。     

基于量子双向RRT算法的多平台反舰导弹协同航路规划

针对反舰导弹航路规划面临的动态威胁环境和多平台协同打击问题,提出了一种基于量子双向RRT算法的反舰导弹协同航路规划方法。采用动态坐标设置动态威胁,实时地避开动态威胁;通过取预规划终点方法,实现对目标的时间和空间协同打击;结合量子进化思想,将RRT算法中的扩展方向量子化表示,提出了一种量子双向RRT算法,并应用于航路规划。仿真结果表明,该方法可有效规避动态威胁和解决多平台反舰导弹航路规划的协同问题,并显著地改善了RRT算法的全局收敛性,得到了航程更短的航路。     

量子计算机崭露头角

新华网华盛顿8月15日专电美国国际商用机器(IBM)公司、斯坦福大学和卡尔加里大学科学家联合研制出了5个原子作为处理器和内存的量子计算机,并首次证明这类装置有明显快于常规计算机的运算潜力。     

简谐外磁场环境下海森堡XXZ模型的热力学纠缠

研究了在简谐外磁场环境下的海森堡XXZ模型,并通过计算解出热力学纠缠度。模拟表明,取不同的各向异性参数时,系统的热力学纠缠度对外部磁场和环境温度的变化比较敏感,并随简谐磁场的变化表现出周期性。固定各向异性参数时,热纠缠度随温度的增加呈现衰减趋势;增大各向异性参数时,热纠缠度则很快地趋于零,其对应临界温度也迅速降低。     

连续变量三体纠缠态的纠缠交换及量子远距离克隆

寻找合适的连续变量三体纠缠源,并利用它来讨论连续变量的三体纠缠交换过程,使得没有任何相互作用的遥远的三体之间产生纠缠;同时研究纠缠态的量子远距离克隆过程,从而使连续变量纠缠态的1对纠缠模被远距离克隆成2对纠缠模,实现纠缠性质的远距离克隆。