基于袋鼠纠缠跳跃模型的量子状态自适应跳变通信策略

自由空间中的量子通信会不同程度上受到雾霾、沙尘等自然环境的干扰.为了研究提升此类干扰下量子通信的性能,本文分析了背景干扰下单量子态信道随时间演化的性能变化,并根据袋鼠纠缠跳跃模型(KEHM),提出了基于KEHM的量子状态自适应跳变通信策略,对其性能参数进行仿真.仿真结果表明,采取量子状态跳变,在背景量子噪声的平均功率与量子信号平均功率的比值为5的情况下,量子误比特率随着量子态跳频率从1增大到15,由0.4524降低到0.1116;当单量子态传输成功率0.95,量子比特率大于200 qubit/s时,不同态跳频率下量子比特的成功传输概率均大于0.97.当发送端信号源平均量子数足够大且接收端接收效率趋近于1时,量子态的通过率也趋近于1;采取量子态跳自适应控制策略,能够进一步降低系统的误码率.     

斑马鱼肌肉结构的定量偏振成像

偏振成像可用于表征各向异性肌肉组织,但是常规偏振成像方法只能给出定性的结构形态,无法对肌肉发育过程进行定量的比较。构建了一套定量偏振成像系统,采用两个互相垂直的偏振片同步旋转得到一系列图像,经过图像处理获取斑马鱼每个肌节定量的相位延迟量。该定量偏振图像与光源亮度、曝光时间等无关,可以用来比较不同时间拍摄的斑马鱼肌肉形态和分布。研究发现野生型和肌肉受损型斑马鱼肌肉生长变化过程不同。     

地面小型无人侦察平台发展及关键技术探讨

地面小型无人侦察平台具有良好的便携性、隐蔽性、灵活性,在军民领域有着广泛的应用前景。尤其是在室内或受损建筑物等受限制空间和环境下,可执行地图构建、人员探测、武器攻击等任务,是一种多功能的无人作战平台。讨论了国内外地面小型无人平台的研究现状及应用情况,对比了该领域国内外的技术水平,分析了国内相比国外的差距。最后通过分析无人平台的应用需求、功能特点和发展趋势,探讨了目前无人平台面临的关键技术难题和重点研究领域,给出了地面小型无人平台的发展方向。     

Effects of Substrate Temperature on Properties of Transparent Conductive Ta-Doped TiO_2 Films Deposited by Radio-Frequency Magnetron Sputtering

Ta-doped titanium dioxide films are deposited on fused quartz substrates using the rf magnetron sputtering technique at different substrate temperatures. After post-annealing at 550℃ in a vacuum, all the films are crystallized into the polycrystalline anatase TiO_2 structure. The effects of substrate temperature from room temperature up to 350℃ on the structure, morphology, and photoelectric properties of Ta-doped titanium dioxide films are analyzed. The average transmittance in the visible region(400-800 nm) of all films is more than 73%.The resistivity decreases firstly and then increases moderately with the increasing substrate temperature. The polycrystalline film deposited at 150℃ exhibits a lowest resistivity of 7.7 × 10~(-4)Ω·cm with the highest carrier density of 1.1×10~(21) cm~(-3) and the Hall mobility of 7.4 cm~2·V~(-1)s~(-1).     

Nonadiabatic Population Transfer in a Tangent-Pulse Driven Quantum Model

Fine control of the dynamics of a quantum system is the key element to perform quantum information processing and coherent manipulations for atomic and molecular systems. We propose a control protocol using a tangentpulse driven model and demonstrate that it indicates a desirable design, i.e., of being both fast and accurate for population transfer. As opposed to other existing strategies, a remarkable character of the present scheme is that high velocity of the nonadiabatic evolution itself not only will not lead to unwanted transitions but also can suppress the error caused by the truncation of the driving pulse.     

非均匀水流中涌浪运动对水下量子通信性能的影响

涌浪运动是非均匀水流中的一种非线性运动,是常见的海洋运动形式之一.在进行水下量子通信时,会对光量子信号的传输造成极大的影响.然而,有关涌浪运动造成量子通信信道参数变化的研究,迄今尚未展开.为了研究涌浪运动对水下量子通信性能的影响,首先对涌浪运动的传播建立了数学模型并分析了其频谱特性.针对退极化信道,提出了涌浪运动与水下量子通信信道纠缠和信道容量的定量关系,并对量子密钥分发过程中误码率的影响进行了分析.仿真结果表明,当海面风速在0—20.5 m/s变化时,随着传播周期逐渐增大,信道纠缠度由0.0012逐渐增加到0.8426,信道容量由0.8736减小到0.1024,密钥分发过程中,量子误码率由0.1651增加到0.4812.由此可见,涌浪运动对于水下量子通信性能有着明显的影响.因此,在进行水下量子通信时,应根据涌浪运动的不同程度,自适应调整系统参数.     

一种结合并行成像和压缩感知的快速磁共振成像新方法

压缩感知（CS）技术和并行成像技术（主要是SENSE技术、GRAPPA技术等）都能通过减少k空间数据的采集量来加快磁共振成像速度,目前已有一些将两种方法相结合进一步加速磁共振成像速度的方法（例如CS-GRAPPA）.本文针对数据采集和重建这两方面对现有CS-GRAPPA方法进行了改进,采集方式上采用了局部等间隔采集模板以满足GRAPPA重建的要求,并对采集模板进行随机放置以满足CS重建的要求;数据重建时,根据自动校正数据估算GRAPPA算法中欠采行的重建误差,并利用误差的大小确定在CS算法中保真的程度.不同磁共振图像重建实验的结果表明：与现有方法相比,本文方法能够更好地保留原有图像细节并有效减少伪影.     

双余弦相位调制对超高斯脉冲的频谱压缩

针对具有非线性负啁啾的超高斯脉冲,提出了一种双余弦相位调制方法,采用该方法对高非线性光纤中超高斯脉冲的频谱压缩进行优化。结果表明:由于初始超高斯脉冲的非线性负啁啾与非线性光纤中自相位调制引起的正啁啾失配导致时间相位不平坦,频谱出现分裂和旁瓣,压缩质量受限。通过对超高斯脉冲进行外部的两个余弦相位补偿调制可以减少频谱旁瓣的产生,延长频谱压缩距离,提高频谱压缩质量;其中这两个余弦相位调制的振幅和频率来自于对超高斯脉冲的非线性相移分析;在大范围展宽因子下,超高斯脉冲的频谱压缩质量也可以优化。     

基于十粒子Cluster态的受控双向量子隐形传态在噪声背景下的纠缠特性及保真度优化方法

本文提出了一种利用弱测量进行纠缠预补偿的方法。首先分析了十粒子Cluster态的受控双向量子隐形传态的传输过程,通过理论推导给出了不同测量基下相应的幺正变换,成功得到对方待传的未知量子态。在此基础上重点研究了振幅阻尼噪声对量子隐形传态纠缠保真度的影响,并根据弱测量和反馈测量对量子传输信道的调控特性,提出了预补偿的纠缠优化方法。理论分析与性能仿真结果表明,相比于现有纠缠优化方法,本方法不需要引入任何辅助粒子和复杂的系统操作就能获得更高的隐形传态保真度,对克服纠缠退相干带来的隐形传态质量下降具有一定意义。     

Ultra-high range resolution demonstration of a photonics-based microwave radar using a high-repetition-rate mode-locked fiber laser

We experimentally demonstrate the ultra-high range resolution of a photonics-based microwave radar using a high repetition rate actively mode-locked laser(AMLL). The transmitted signal and sampling clock in the radar originate from the same AMLL to achieve a large instantaneous bandwidth. A Ka band linearly frequency modulated signal with a bandwidth up to 8 GHz is successfully generated and processed with the electro-optical upconversion and direct photonic sampling. The minor lobe suppression(MLS) algorithm is adopted to enhance the dynamic range at a cost of the range resolution. Two-target discrimination with the MLS algorithm proves the range resolution reaches 2.8 cm. The AMLL-based microwave-photonics radar shows promising applications in high-resolution imaging radars having the features of high-frequency band and large bandwidth.