量子K-近邻算法

为了提高经典K-近邻算法的效率,引入量子计算理论,将Grover算法中的Oracle算子以及相位估计算法嵌入经典K-近邻算法,提出一种量子K-近邻算法.该算法首先将样本点和待分类点的向量信息制备成量子叠加态,采用可逆的量子控制交换门并行计算待分类点和样本点的相似度,然后利用相位估计算法将相似度信息存储到量子比特中,最后使用Grover算法一次性搜索出最相似的k个点.对嵌入的量子计算部分的理论分析结果表明,量子K-近邻算法可以明显降低经典计算复杂度,且提出的算法在已有算法计算复杂度O(RkM)的基础上,再次带来了k值的二次加速O(RkM),其中R为Oracle算子的执行次数,M为样本全局个数.     

Grover算法的非定域实现

用核磁共振技术目前只能做到对7个量子比特的演示计算。为此有人提出"分布式量子计算机"的方案。该文考察Grover搜索算法非定域实现,分析为实现这种非定域操作所需的Einstein-Podolsky-Rosen(EPR)纠缠对资源。以2个量子比特为例,说明非定域实现Grover搜索的全过程,并推广到N个量子比特情况下非定域实现的资源需求情况。N为要搜索数据库的大小。结果表明,某些情况下,非定域Grover算法耗用比经典Grover算法更多个EPR对,甚至比经典计算机所用的资源还多,此时的非定域量子计算失去了量子计算的优势。     

Grover算法量子处理架构的设计与模拟

针对混合架构经典-量子算法的量子算法处理单元,设计基于Grover算法的量子处理架构.将一种用于量子计算仿真的量子程序设计语言引入Grover量子搜索算法中,并在Linux操作系统中进行执行与模拟.结果表明:所提架构可以提高量子搜索算法的执行性能;利用反馈调节可以有效地实现量子搜索算法的最佳性能.     

Grover量子算法与数据加密标准的安全性分析

讨论了现在流行的DES密码体系的安全机制,详细分析了如何用Grover量子搜索方法进行密钥穷举搜索的攻击.得出理论上Grover量子搜索法对DES的安全机制存在潜在的威胁.     

任意幅度分布的量子搜索算法研究

针对Grover与Ventura搜索算法并非对任意幅度分布的初态都是有效的问题,结合量子计算的特点,在Ventura算法的基础上提出一种改进算法,并用递归函数的方法分析改进算法幅值的动态范围。最后用Matlab进行了模拟仿真,比较了三种算法的性能。结果表明提出的改进算法能弥补Grover和Ventura算法的不足。如果事先知道m的值,可以选择相应的算法来提高搜索成功的概率。     

Grover量子搜索算法的模拟实现

将一种用于量子计算仿真的量子程序设计语言引入Grover量子搜索算法中,并在Linux操作系统中模拟实现该算法。仿真结果与理论分析结果的一致性验证了Grover量子搜索算法可以将搜索问题从经典的N步缩小到N~(1/2)步,是对经典搜索算法的二次加速。同时,量子程序设计语言的引入,为量子搜索算法的研究提供了一种强大、简便、通用的工具。     

基于BDD的Grover算法仿真

为了解决仿真量子计算过程中复杂性随量子比特数的增加呈指数级递增的问题,采用二项决策图(BDD)表示矩阵算子仿真Grover提出的量子搜索算法.BDD利用矩阵算子在量子计算过程中呈现出的结构化特性,可以高效地压缩存储空间并实现在压缩数据结构上直接进行矩阵的各种运算.利用改进的BDD实现了仿真过程需要的各种矩阵运算,用C++编写的程序对Grover算法的实例进行仿真,最后从多个角度对违反直观的实验结果进行了分析,阐述了量子算法的内在并行性.     

大数据与量子计算

大数据技术的迅猛发展对计算效率提出了更高的要求.由于量子系统的独特性质,量子计算具有经典计算不具有的量子超并行计算能力,能够对某些重要的经典算法进行加速.人们发现,除了大数分解算法,量子计算的更多用途是对量子体系的仿真计算和在数据分析领域的应用.近年来,大数据和量子计算开始融合.虽然实际使用的量子计算机尚未建成,量子计算在大数据的应用在理论上已经取得了一些重要的进展.实验上也有了一些发展.本文首先介绍量子计算的基本原理和Grover量子算法.随后以量子机器学习作为切入点,介绍了量子计算在数据挖掘领域的应用.     

一种改进的量子Grover算法

Grover提出的量子算法,在2n个元素的无序数据库中搜索到m个目标解,其搜索时间复杂度为O(2～(1/2)n/m)。但是当目标解m>N/4时,搜索的成功概率迅速下降,且当m=N/2时,算法失效。提出了一种改进算法,当m>N/4时,仅用一次搜索就能以不低于98.01%的成功概率搜索到目标解。     

量子搜索与两体弹性碰撞过程的相似性

量子搜索问题是由Grover首先提出的,其核心是利用量子相干性加速搜索过程[1].量子系统在外部条件和内部作用下演化,使待搜索本征态的系数接近于1,其他本征态的系数接近于0.通过对量子搜索过程的研究,我们发现了量子搜索与经典力学中两体弹性碰撞过程的相似性.利用这种相似性,可以讨论量子搜索的内在本质以及相关的问题.     

转动变换与转动图像

根据矢量算符在希尔伯特空间中转动变换的性质,利用转动图像给出了量子力学中与转动变换有关的常用公式.与其他证明方法相比,利用转动图像的方法更为简洁.     

物质旋光率测定实验的拓展研究

为了加深理解和掌握物质旋光性质及旋光率的变化规律,采用2种不同实验仪器和方法测量不同浓度溶液的旋光率,一种是利用WXG-4型圆盘旋光仪的三分视场明暗变化测量物质旋光率;另一种是将氦氖激光器、偏振片P1、P2放在同一水平线上,转动P2,使电流表示数达到最小值,然后将待测物放在P1、P2之间,电流表示数将发生变化,再次转动P2,使电流表再次达到最小值,P2第二次转过的角度就是待测物的旋光度。实验结果得出,旋光度与待测物质的长度和浓度成正比例关系,而物质的旋光率是物质本身性质,不随外界条件变化而变化。     

用旋转矢量描述简谐振动

在用旋转矢量描述简谐振动的基础上,引入旋转速度矢量和旋转加速度矢量来描述简谐振动的速度和加速度.     

洛希模型势函数研究

洛希模型是研究双星系统的一个基本模型。它简单、直观,建立在两个基本假设之上:其一是主、次星始终为球对称;其二是双星系统为同步转动。正是由于同步转动的特殊性,误导了对自转的理解,得到了错误的结果。通过详细的分析,给出了洛希模型中同步转动与自转和公转的关系。并且详细地比较了一些文献中给出的势函数,得到了严格的洛希模型的势函数。数值计算了主星表面的重力加速度及其分量的分布,结果表明赤道上(θ,φ)=(π/2,0)点和(θ,φ)=(π/2,π)点的潮汐力相等,但是有效重力加速度不相等,这是由于次星引力势的高阶项造成的。     

气动齿轮马达数学模型与实验研究

根据气压传动原理以及齿轮式气动马达的结构和特点,以力矩平衡的思想建立了气动式齿轮马达静态特性的数学模型,对一种气动式齿轮马达进行了计算,并通过实验与理论计算值进行了比较,说明对气动马达的扭矩模型的推导及其参数计算是准确的.     

Walsh spectrum properties of rotation symmetric boolean function

Rotation symmetric function was presented by Pieprzyk. The algebraic configuration of rotation symmetric（RotS） function is special. For a Rots n variables function f（x1, x2, …, xn） we have f（ρn^k （x1, x2, …xn））=f（x1, x2, …, xn） for k=0, 1, …, n-1. In this paper, useing probability method we find that when the parameters of RotS function is under circular translation of indices, its walsh spectrum is invariant. And we prove the result is both sufficient and necessary.     

狭义相对论下考虑挠场效应对旋转体动质量的研究

在狭义相对论框架下,引入挠场效应,确定了惯性系中旋转体质量的改变随转速先减小后增加,并与静质量成正比变化的定量规律。找到了描述旋转体系与空间相互作用时判别质量增减的临界角速度。指明它是旋转体系所具有的一个重要的固有属性。     

流体运动中有旋无旋的判定

本文依照刚体速度分解定理的形式，以剪切流动为例推得流体的速度分解定理，总结出流体流动的有旋与无旋的判定公式，并用实例加以验证。最后总结出刚体运动与流体运动中有旋无旋及速度分解定理的不同