基于表面等离子波导的面发射分布反馈量子级联激光器的分析

分析了基于表面等离子波导的面发射分布反馈量子级联激光器。通过在金属层上刻蚀二级光栅,实现了强的反馈。光的模式性质用耦合模理论来描述,其中,耦合系数从无限周期性结构的Floquet-Bloch解推导而来。基于此理论,获得了优化的面发射二级分布反馈量子级联激光器结构,其中,面耦合效率高达43%,而阈值为12 cm-1。这些结果表明,相对于基于传统介质波导的面发射分布反馈量子级联激光器（典型的值为面耦合效率17.5%,阈值增益20 cm-1）,基于表面等离子波导的面发射分布反馈量子级联激光器的性能有很大的改进。     

自差型光电反馈半导体激光器的量子AM和FM噪声谱

本文研究了自差型光电反馈(SHOE)半导体激光器(LD)的量子噪声,给出了AM与FM噪声谱的解析表达式,讨论了反馈环路参数的选择对量子噪声的影响。     

量子进化策略

本文将进化策略和量子理论相结合,提出一种新的学习算法-量子进化策略(Quantum Evolutionary Strategies)算法.它是一种基于量子计算的概念和理论(诸如量子比特和量子叠加态)的进化策略算法,在这一算法中,采用量子编码来表征染色体,使用量子变异实现染色体的进化.由于量子变异中融入了当前最优解的信息,同时采用“全干扰交叉”操作克服早熟现象的发生,因此它比传统进化策略具有更快的收敛速度和全局寻优的能力.本文不仅从理论上证明了它的全局收敛性,而且仿真计算也表明了此算法的优越性.     

基于反馈的非均衡X-Z信道量子LDPC译码

针对量子LDPC码,以前期所提出的反馈式和积译码算法(FSPA)为基础,考虑其在非均衡X-Z信道下的译码方法,并分析其相应的性能表现。研究表明在该信道模型下的反馈式策略依然可以借由错误图样对比,译码失败校验子的错误方式,以及信道特征分析,更加有效地调整信息节点上的概率分布,从而大幅提高和积译码器的译码能力。最后,通过实例仿真验证了上述结论。     

量子马尔可夫链安全性模型检测

本文定义了量子线性时间属性,包括量子安全性,量子不变性,讨论了它们的关系和性质。结合测量一次、测量多次的单向量子有穷自动机,构建了两类乘积量子马尔可夫链,提出了基于自动机技术的量子正则安全性检测方法。通过验证乘积量子马尔可夫链的可达终状态来判断量子正则安全性的可满足性,并给出了可满足性的概率计算公式。作为应用,分析了广义量子loop程序,将程序终止归结为验证量子正则安全性的可满足性。     

室温低阈值分布反馈量子级联激光器

报道了室温脉冲工作和低温下连续工作的分布反馈量子级联激光器(DFB-QCL),提出了一种新型波导和光栅制备技术,同时获得了合适的光耦合系数和低的波导损耗.利用这种方法研制出波长为7.7μm的分布反馈量子级联激光器.激光器可以在大的温度范围内(155～320K)实现单模激射,边模抑制比约30dB.DFB-QCL在室温脉冲工作时阈值电流密度为970A/cm2,峰值输出功率达到75mW.该激光器还可以在连续模式下工作,最高工作温度为130K.     

非马尔科夫环境下耦合超导量子比特纠缠态的纠缠消相干

利用共生纠缠度比较详细地研究了一个超导耦合量子比特在非马尔可夫环境下纠缠消相干的演化。研究结果表明：对于不同纠缠初态下的超导耦合量子比特,由于环境作用的记忆反馈效应,处于热平衡环境中的耦合量子比特的纠缠度总是会单调地趋向于零。进一步的研究结果还表明：在非马尔可夫过程中会很快地出现纠缠的突然死亡,耗散越强,纠缠的死亡越快;而在马尔可夫过程中则是缓慢地趋向纠缠的死亡。     

非透明攻击方式下的B92协议的信息论研究

在量子密码中应用量子测量信道的概念及信息论理论，并以马尔可夫链串联信道模型计算了量子保密通信的B92协议在非透明攻击方式下敌手和合法接收方能获得的信息量，为合法者的安全通信和对敌手的检测提供了理论依据和标准。     

量子系统控制发展综述

详细论述了量子系统控制理论从提出到现在近二十年的发展过程，首先介绍了量子系统可控性的研究及其进展，并简要分析了简单量子系统的开环控制方法，然后把重点放在学习控制和反馈控制等几种典型闭环控制方法的讨论上，分析了它们各自的优缺点，并根据量子控制的发展趋势，对其应用和发展前景进行了预测，从整体上系统地描述了建立一套完整的量子控制系统所需要的五个基本步骤，最后在此基础上提出了制约量子系统控制发展的几个关键性问题。     

随机开放量子系统模型及其反馈控制的特性分析

研究了不同情况下基于连续测量的随机开放量子系统模型。对于受到测量影响的不同开放量子系统模型,分析了模型建立的条件、模型的组成及其影响;对于所简化的模型,分析了其简化的过程;同时对不同模型之间的关系进行对比分析。基于估计状态的随机开放量子系统的反馈控制,分别对目前已有的开关控制和连续性控制在本征态之间状态转移的控制思想、所具有的特性、控制效果、适用条件、改进过程等进行了对比研究。同时还探讨了环境退相干和时间延迟影响下反馈控制器的设计。     

量子控制论

量子控制论是一门以研究微观世界系统量子态的控制问题为主要内容的新兴边缘学科．本文先从量子信息学引出量子控制论，进而阐述了量子控制论的研究内容、特点及量子控制中的测量理论，概述了量子控制论的研究现状，并对量子控制论的研究前景进行了展望。     

一色纸牌的量子博弈

量子博弈是量子信息的一个重要分支。基于单硬币量子博弈理论,主要讨论了N=-13的一色纸牌量子博弈,并将其推广到了任意 态的情形。在经典博弈中,两人对一色13张纸牌轮流洗牌,所得最后一张牌的结果任何一个人都没法控制。而在量子博弈中,若游戏者之一Bob采用量子策略来进行洗牌,而另一个游戏参与者仍采用经典的洗牌方式,则Bob总可以使最后一张牌是他所想要得到的那张。进而可以说明：对于一色纸牌博弈模型,量子策略比经典策略更具优越性。     

量子控制实验研究进展

量子控制论是一门以研究微观世界系统量子态的控制问题为主要内容的新兴边缘学科．与经典控制论有着显著区别，实验方法是目前研究量子控制最直接有效的主要方法．本文系统全面地介绍了量子控制实验研究现状，并对其未来发展进行了展望．     

开放量子系统中消相干及其控制策略

从开放量子系统的起因入手,就量子系统中消相干现象的产生、类型以及所产生的影响进行了分析和阐述。在此基础上,针对不同类型抑制消相干控制研究的方法与策略,进行了比较详细的综述,并以对比的方式揭示了开放量子系统消相干控制策略中的优缺点。最后对抑制消相干研究的发展方向进行了展望。     

从过程模型逆到反馈控制的讨论

本文从如何解决系统输出精确跟踪给定值这一控制问题出发，基于过程模型逆的思想，对解决这一问题的反馈控制方法进行了讨论。首先介绍了这一控制问题的概念性解以及其难以物理实现的原因。接着，讨论了利用高增益反馈回路构造近似的过程模型逆的方法，以及其实现条件。最后，分析了反馈控制增益选择需要综合考虑各种利弊因素的权衡思想。整个讨论过程中通过一些仿真例子来加以验证。     

Analysis of surface emitting distributed-feedback quantum cascade laser based on a surface-plasmon waveguide

An analysis of a surface emitting distributed-feedback quantum cascade laser(DFB QCL) based on a surface-plasmon waveguide is presented.The second-order grating realized by the sole patterning of the top metal provides strong feedback.The analysis is based on a coupled-mode theory derived from exact Floquet-Bloch solutions of the infinite periodic structure.The surface outcoupling efficiency and threshold gain for the optimized device design are 43%and 12 cm~(-1),respectively,which represent great improv...     

噪声有源反馈自校正控制

提出了一种前馈补偿和误差反馈相结合的噪声有源自校正控制方法,给出了两种未知参数的在线自适应学习算法,在控制系统中引入两个反馈闭环以改善系统的性能。仿真结果表明,前馈补偿和误差反馈相结合的噪声有源自校正控制比传统的Ｆｉｌｔｅｒ－Ｘ控制更为有效。     

Distributed feedback quantum cascade lasers operating in continuous-wave mode at λ≈7.6μm

正Distributed feedback(DFB) quantum cascade lasers(QCLs) in continuous-wave(CW) mode emitting atλ≈7.6μm are presented.Holographic lithography was used to fabricate the first-order distributed feedback grating. For a high-reflectivity-coated QCL with 14.5-μm-wide and 3-mm-long cavity,CW output powers of 300 mW at 85 K and still 10 mW at 270 K are obtained.Single-mode emission with a side-mode suppression ratio(SMSR) of about 30 dB and a wide tuning range of ~300 nm in the temperature range from 85 to 280 K is observed.