信息传感技术中的物理现象与规律

 信息技术作为21世纪最具有潜力的技术深刻地影响着社会的进程。在信息时代,信息是一种比能源与材料更为重要的资源,“信息获取技术”“信息传输技术”与“信息处理技术”共同构成了现代信息科学技术的三个重要的组成部分。如何准确、及时、有效地获得各种各样的信息是信息获取技术所要求的,具有重要的地位。信息的采集类似于人类的感官系统,负责收集原始的信息,由各种各样的传感器完成。传感器作为信息收集的源头,其工作原理与物理规律密不可分,以下阐述现代信息传感技术应用中的物理现象与规律。     

光子两自由度超并行量子计算与超纠缠态操控

光子系统在量子信息处理和传输过程中有非常重要的应用. 譬如, 利用光子与原子(或人工原子)之间的相互作用, 可以完成信息的安全传输、存储和快速的并行计算处理等任务. 光子系统具有多个自由度, 如极化、空间模式、轨道角动量、时间-能量、频率等自由度. 光子系统的多个自由度可以同时应用于量子信息处理过程. 超并行量子计算利用光子系统多个自由度的光量子态同时进行量子并行计算, 使量子计算具有更强的并行性, 且需要的量子资源少, 更能抵抗光子数损耗等噪声的影响. 多个自由度同时存在纠缠的光子系统量子态称为超纠缠态, 它能够提高量子通信的容量与安全性, 辅助完成一些重要的量子通信任务. 在本综述中, 我们简要介绍了光子系统两自由度量子态在量子信息中的一些新应用, 包括超并行量子计算、超纠缠态分析、超纠缠浓缩和纯化三个部分.     

宏电子学与非晶硅器件

 宏电子学(Macroelectronics)是电子学领域里正在兴起的一门学科.它的内涵,目前主要是指以非晶硅及其合金薄膜材料为基础的大面积集成化电子器件和光电子器件.这里所谓大面积,是相对于微电子学(Microelectronics)研究的主要对象--晶体硅集成电路芯片而言的.前者的面积往往可达数平方分米,而后者一般只有若干平方毫米,至多达平方厘米量级.微电子学在促进人类20世纪文明的过程中起过非常重要的作用,无疑今后也还将发挥积极的影响.然而,微电子学的精髓在于小型化.它的优势主要是在信号或数据的处理、加工方面.而在信号或数据的接收、采集和输出、显示方面,往往须面对相对庞大的客体.它们的面积,由于这样或那样的原因是不能缩小的.     

“机器视觉检测与应用”专题前言

正众所周知,视觉是包含人类在内的多数自然生物获取环境信息的主要方式。视觉信息因其信息量大、冗余度高以及非接触特性引起研究者广泛而持久的关注,使其在人工智能研究领域占据重要地位,由此引发的计算机视觉已发展成为一个极具活力、前景广阔的研究方     

语声研究、现代通信与信息社会

在当今“信息社会”里,用来传递信息的现代通信成为国民经济不可缺少的部分.语声在通信中占有重要地位,信息社会对语声研究提出了更高的要求.语声还能在通信以外的广阔领域发挥作用.我国的语声研究任重而道远.     

在五能级三重∧型原子系综中利用暗态极化子理论制备W态(英文)

在由三个经典控制场驱动的五能级三重(?)型原子系综与三个多模量子光场相互作用的系统中,得到了该系统的极化子.利用求得的极化子结果研究了光量子态存储到原子激发态,或从原子系综中释放出光量子信息.在释放过程中,通过绝热调节控制场的Rabi频率,能得到纠缠光子态.尤其是在一定条件下,能利用该系统能制备一类W态,这类态在量子信息处理中有潜在的应用.     

多量子比特WV纠缠态在Lipkin-Meshkov-Glick模型下的量子Fisher信息

量子Fisher信息在参数估计理论和量子精密测量领域扮演着非常重要的角色,不仅可以用来标定量子系统的测量精度极限,还可用于有益量子计量的纠缠态判定.本文从量子测量的角度出发,对多比特WV态(α|W_N>+(1-α²)^1/2|00...0>)进行研究,通过计算其在局域操作下和Lipkin-Meshkov-Glick (LMG)非局域操作模型下的量子Fisher信息,分析其在精密测量方面的表现.研究发现:在局域操作下,随着参数α由0到1的变化,多比特WV态的量子Fisher信息逐渐变大,表明其量子纠缠程度在不断增加,也体现出更强的量子测量能力.在LMG非局域操作下,随着相互作用强度γ的增大,N=3量子比特WV态的量子Fisher信息值趋于稳定,几乎不受参数α的影响,而当体系量子比特数N> 3时,量子Fisher信息值会随参数α的变大而变大;当参数α固定时,多比特WV态的量子Fisher信息会随着相互作用强度γ的增强而变大,呈现出相互作用强度越大,WV态的量子测量能力越强.     

光导纤维——光线隧道

 人类社会进入信息时代,信息的获取、传输、处理、控制和存储技术等环节便成为这个时代的重要技术.这些重要技术环节中     

连续变量纠缠态光场在光纤中传输特性的实验研究

连续变量纠缠态由于其确定性产生、高效率的特点而被广泛应用于连续变量量子信息处理.在量子信息处理过程中纠缠态与量子信道发生相互作用而退相干,这是限制长距离量子信息发展的重要因素之一.光纤信道作为理想的量子信道,是目前连续变量量子信息研究关注的热点.本文利用Ⅱ类匹配的楔角极化磷酸氧钛钾晶体构成了三共振的非简并光学参量放大器,获得了8.3 dB的光通信波段1.5μm连续变量纠缠态光场.将产生的纠缠态光场注入单模光纤,其量子特性在传输距离达50 km后仍得到保持,纠缠度为0.21dB.该研究可为基于光纤的长距离连续变量量子信息研究提供有效的依据.     

利用拉曼型的Jaynes-Cummings模型传送两比特的未知原子态

实现量子态的隐形传送、尤其是多比特量子态的隐形传送在量子信息领域中有非常重要的作用，提出了一种隐形传送两比特未知原子态的方案，在此方案中，用两个两粒子纠缠态代替一个三粒子纠缠态作为量子信道，而且此方案可推广到隐形传送N比特的未知原子态。     

信息时代与多媒体技术

 21世纪是人类文明史上高新技术成果大放异彩的时代。随着计算机广泛普及,光纤通信蓬勃发展,多媒体技术脱颖而出,给信息化社会的工作方式和人类生活方式展示灿烂美好的前景。人类文明的丰碑信息作为当代社会的一种重要资源,涉及社会政治、军事、经济、文化、教育等诸方面,与人类一切活动息息相关,在国计民生中日益发挥重要作用。     

多粒子GHZ纠缠实验中Fisher信息的保真度方法获取

保真度与Fisher信息在量子精密测量和量子纠缠判定中充当着非常重要的角色。本文从概率统计和量子力学的角度出发,阐明了两者之间的区别与联系,给出了保真度方法获取Fisher信息的数学表达式;基于量子测量中常见的宇称测量模型,我们对多粒子Greenberger-Horne-Zeilinger (GHZ)纠缠产生实验中Fisher信息的获取开展了保真度方法研究,通过对实验数据的蒙特卡洛模拟,二阶或高阶曲线拟合获取了系统的Fisher信息,并将其与理论计算结果进行对比,结果表明保真度方法可以有效地获取量子系统的Fisher信息,当体系粒子数目较少时,宜采用二阶拟合方法获取系统的Fisher信息,而当粒子数目较多时,需考虑高阶拟合项的影响。此外,我们还将多光子GHZ纠缠实验中Fisher信息的保真度获取结果与海林格距离方法的获取结果进行对比,发现二者是一致的,这也进一步验证了保真度方法获取Fisher信息的有效性。本文的研究也为开展与Fisher信息相关的量子拓扑学和量子相变的研究提供了新的途径。     

X射线荧光在地质材料卤族元素分析中的应用评介

卤族元素氟、氯、溴、碘广泛分布在地圈、水圈和生物圈,它们是矿产资源,也是许多地学研究的信息载体,更与人类生活紧密相关.卤族元素分析是地质分析的重要组成部分,而X射线荧光光谱分析方法在当今的卤族元素分析中占有重要地位.本文收集我国1988年—2020年间X射线荧光光谱分析地质材料氟、氯、溴、碘的文献126篇,在简述卤族元...     

径向基神经网络的苏打盐碱地重金属定量反演

土壤是自然生态系统的重要组成部分,是人类赖以生存和农业生产的重要物质基础.随着社会经济高速发展,高强度的工农业生产活动导致重金属等各种污染物通过大气沉降、污水灌溉等途径进入土壤,并在土壤中不断富集造成土壤盐渍化和土壤重金属污染,两者是导致全球荒漠化和土壤退化的主要诱因.然而中国的耕地非常有限,粮食安全尤为重要.因此,如...     

双模压缩态量子相干性演化的实验研究

量子相干性作为量子力学一个最显著的特征,被认为是量子信息过程中很重要的一种量子资源.单模压缩态和双模压缩态(Einstein-Podolsky-Rosen纠缠态)均具有量子相干性,在制备和传输过程中的量子相干性对于实际应用具有重要意义.利用平衡零拍探测重构量子态的协方差矩阵,本文定量分析了量子态制备过程中的不完美以及信道传输损耗对单模和双模压缩态量子相干性的影响.实验证明量子态的压缩和纠缠特性及量子相干性对损耗均是鲁棒的.特别地,压缩和纠缠特性会随着量子态制备过程中热光子数的增大而减小,直至消失,而当压缩和纠缠均已消失时,量子相干性依然存在.实验结果为压缩态、纠缠态光场的量子相干性作为量子资源在量子信息过程中的应用提供了参考.     

量子非局域性与信息熵

量子非局域性在量子信息中有非常重要的作用,可以说研究量子信息本质上就是研究并应用量子非局域性.量子非局域性的表现方式有多种,纠缠是多粒子(或多自由度)系统量子非局域性的一个重要表现方式.     

基于弱非线性实现量子信息签名

基于弱非线性及对称量子密码体系提出了一个量子信息签名方案.信息发送方可以发送消息给接收方并且能够判断信息是否被敌手修改或换掉.一旦验证签名成功,依赖于一个忠实的公证人,通信双方对信息的发送或接收都不能否认.     

连续变量多模压缩态光场

连续变量压缩态光场的制备在量子光学和量子信息科学领域具有重要的地位,连续变量多模压缩态光场在多维量子信息传输、量子计算以及高精细度测量等方面存在着潜力巨大的应用前景。本文介绍了该方面的研究现状和国际动态。     

V型原子与光场拉曼相互作用传送未知原子态

未知量子态从一个地方到另一个地方的隐形传送在量子信息领域中有非常重要的作用,提出了一种利用简并V型三能级原子与振幅很大的单模相干态腔场的拉曼相互作用来传送未知原子态的方案。     

苏格拉底的德育思想和教学方法对当前我国义务教育阶段德育的启示

道德教育在我国的教育史上一直都占有非常重要的地位,但随着社会的发展,各方面的竞争都随之而来,家长和学校为了让子女能在竞争中处于有利的地位,往往把文化课的教育放在首位,并且几乎占据着全部的教育内容,而德育则被轻视甚至忽视.