基于量子测量的紧框架构造方法研究

根据经典领域中的有限维紧框架研究量子领域中紧框架构造方法。由于紧框架与秩一广义量子测量有一一对应关系，在量子领域中设计了两种基于量子广义测量的紧框架构造方法。研究表明，这两种最优量子紧框架能分别解决两种基本的量子态区分策略：最小差错区分和最优无错区分。最小差错区分给定的一组向量，应用最小二乘准则，用广义量子测量方法构造了基于LSM的最优量子紧框架。这种最优量子紧框架分为两种情况：一种是给定框架界的最小二乘框架（CLSF），另一种是选择最优框架界的的最小二乘框架（ULSF），最优框架界能最小化最小二乘误差。还用量子广义测量方法构造了基于最优无错区分的量子紧框架。最后举例对比了以上最优紧框架构造方法，ULSF为最优有限维紧框架。     

基于量子联合测量的紧框架构造方法研究

针对给定一个向量构造紧框架问题,研究了量子隐形传态中的联合测量,得到了一种紧框架构造方法,并且对这种紧框架构造方法进行推广,使其适用于经典和量子领域。推广后的基于联合测量的紧框架构造方法：对于给定向量,先对向量进行排列构成系数矩阵,并对系数矩阵进行奇异值分解,得到它的左、右酉矩阵和奇异值矩阵;寻找一个基,其中一列排列成的矩阵就是给定向量组的奇异值矩阵中非零部分;把基的其余列排列成奇异值矩阵中的非零部分,进行重构,就能得到紧框架其余向量。     

基于测量法的量子稳定子码容错编码门构造方法

量子容错编码门是量子通信和量子计算的研究热点之一。基于测量法提出一种稳定子码的量子容错编码门的构造方法。利用测量能够改变稳定子码正规子的特性,选取合适的测量算子和恢复算子,将这些算子作用在通过再次编码获得的扩充编码态上,逐步改变稳定子码的逻辑算子,且保持其稳定子不变,获得基于测量法的容错编码门构造。并以编码相位门,Hadamard门和可控非门为例验证了构造方法的正确性。进一步给出各容错编码门相应的量子实现线路图,确保图中各部分都可实现自动容错。最后,就构造编码门的开销进行计算,并与文献[13]中基于稳定子码的量子容错编码门构造方法进行比较,结果表明,所提出的测量法在量子门开销方面较文献[13]的有明显改善。     

量子测量技术与产业发展及其在通信网中的应用展望

量子测量技术近年来备受关注。对量子测量技术的特征、分类及研究进展进行了介绍,分析了国内外量子测量产业发展和市场趋势,最后对量子测量技术在通信网中的应用给予了展望,并给出发展建议。     

基于量子线路逻辑运算的单光子量子态测量方案

在量子探测领域,关键任务之一就是要对未知量子态进行测量以获取量子态信息。通过将量子计算中的量子门所组成的量子线路应用于量子探测领域,提出实现单光子未知量子态的测量方案。利用量子计算的叠加性、纠缠性、可纠错性以及量子线路的可集成性,可以使得探测更具高效性并简化探测的实验系统。利用本文提出的探测新方案,通过仿真计算对该方案进行了模拟。在该方案的理论计算与仿真模拟结果的基础上,得到了以下的结论:通过在不同信噪比等参数的条件下选择适当的测量次数,基于量子线路的方案可以得到较为精确的测量结果。     

非正交轴系激光经纬仪测量技术研究

在空间大尺寸坐标测量系统中,经纬仪测量系统因其测量范围广、非接触式测量、便携性等优点应用广泛。为了降低经纬仪测量系统成本,减少经纬仪测量系统误差来源,提出了一种基于非正交轴系的激光经纬仪测量系统。首先,根据测量时非正交轴系的转换关系,推导出非正交轴系激光经纬仪的视准轴的空间数学模型。然后,根据双经纬仪前方交会测量原理,建立了基于非正交轴系激光经纬仪的测量系统,并推导出空间点坐标。最后,通过仿真与实验,验证了测量模型的正确性。结果表明,在测量半径为3m时,该测量系统对空间点在拉依达准则下的测量不确定度能达到1mm以内,尤其适用于大空间、大尺寸测量。     

干涉测量框架结构设计及稳定性分析

干涉测量的面形重复精度一定程度上依赖于测量框架结构的稳定性,从测量框架高稳定性的使用要求出发,对测量框架的机械结构进行了设计。在此基础上针对检测框架在随机振动下的稳定性问题,建立了检测框架的有限元模型,以实际测量的随机振动速度功率谱密度(PSD)为激励,运用ANSYS有限元分析软件中的随机振动分析模块,对该结构的随机振动响应进行了分析计算。通过分析计算得出测量框架在随机振动下的稳定性为0.5144 nm,实验测量出5 s内的稳定性为0.653 nm,二者基本吻合。分析表明,测量框架的结构设计以及振动环境满足稳定性的指标要求。     

微弱光信号的量子增强接收优化方法(特邀)EI北大核心CSCD

在经典理论框架下,相干探测性能受限于散粒噪声对应的标准量子极限,而量子增强接收技术通过引入位移算子,采用关联的方式将经典的平衡零拍/零差探测转化为光子数态的测量,理论上可以突破标准量子极限并不断逼近Helstrom极限。无歧义量子态识别(Unambiguous State Discrimination,USD)是量子增强接收常用的识别判决策略之一。然而,由于微弱光信号的能量有限,传统的USD量子增强接收方法的适用微弱信号范围较小,微弱信号识别的错误率较高。提出了一种QPSK调制量子增强接收的混合测量优化方案,该方案首先通过二态零差测量将QPSK相干态的区分转化为BPSK相干态的区分,然后通过BPSK量子增强接收测量实现相干态的无歧义识别。仿真表明,混合测量方案在平均光子数在3.2~11.3之间优于经典的外差测量方案,而且比传统QPSK量子增强接收方案具有更大的适用信号范围。     

一种视觉引导经纬仪自动测量中精确引导方法

为了提高视觉引导激光经纬仪自动测量技术中的测量效率,采用一种基于摄像机光轴的精确引导方法,在标定双经纬仪测量子系统及视觉引导子系统后,根据工件理论设计数模文件,对系统进行初始引导。随后利用数字图像处理技术,分辨出相机视场中的特征点中心,得到其与图像中心(即相机光轴)的关系,并引导视觉测量子系统精确瞄准特征点中心。最后根据标定关系得到双经纬仪偏转角度,并驱动双经纬仪精确交会在目标点。结果表明,该方法能保证系统自动测量准确度在0.3mm,同时还能提高测量效率。     

量子三值全加器设计

量子多值加法器是构建量子多值计算机的基本模块.通过认真分析三元域上加法的运算规则及带进位加法的真值表,通过设置扩展三值Toffoli门的控制条件有效实现一位加法在各种情况下的进位,利用三值Feynman门实现一位加法的求和运算,由此设计出一位量子三值全加器,再利用进位线将各位量子全加器连接起来构造出n位量子三值全加器.与同类电路相比,此量子全加器所使用的辅助线及量子代价都有所减少.