噪声情况下的量子网络直接通信

提出和研究了噪声情况下的量子网络直接通信. 通信过程中所有量子节点共享多粒子Greenberger-Horne-Zeilinger (GHZ)量子纠缠态; 发送节点将手中共享的GHZ态的粒子作为控制比特、传输秘密信息的粒子作为目标比特, 应用控制非门(CNOT)操作; 每个接收节点将手中共享GHZ 态的粒子作为控制比特、接收到的秘密信息粒子作为目标比特, 再次应用CNOT门操作从而获得含误码的秘密信息. 每个接收节点从秘密信息中提取部分作为检测比特串, 并将剩余的秘密信息应用奇偶校验矩阵纠正其中存在的比特翻转错误, 所有接收节点获得纠正后的秘密信息. 对协议安全、吞吐效率、通信效率等进行了分析和讨论.     

基于半导体环形激光器的高速双向双信道混沌保密通信

提出了一种利用半导体环形激光器(SRLs)的新型高速双向、双信道混沌保密通信系统. 在该系统中, 首先利用交叉双光反馈对驱动激光器的顺时针模式和逆时针模式的混沌延时特征进行抑制. 然后将此混沌信号注入到一对响应激光器对应的顺时针模和逆时针模中, 以实现带宽的增强及混沌同步. 最后基于响应激光器之间的混沌同步, 实现高速率、双向、双信道的混沌保密通信. 通过对驱动激光器在交叉双光反馈作用下的混沌特性、以及响应激光器在不同条件下的同步特性进行了相关理论和仿真研究, 结果表明: 驱动激光器在合适的交叉双光反馈作用下可以产生延时特性被良好隐藏的顺时针模式和逆时针模式混沌信号; 在该混沌信号的注入下, 响应激光器输出的混沌信号带宽可以得到明显增强; 通过设置合适注入强度值和频率失谐值, 响应激光器之间可实现高质量的等时混沌同步. 最后, 对系统的双向、双信道混沌保密通信特性进行了讨论. 当10 Gbit/s信号传输距离为10 km时, 解调信息Q因子值仍可保持在6以上.     

基于数字相干叠加的相干光正交频分复用系统中光纤非线性容忍性研究

光正交频分复用系统中的光纤非线性效应制约着系统进一步的扩容. 针对此问题, 提出一种数字相干叠加的方法, 用于提高相干光正交频分复用系统对光纤非线性的容忍性. 仿真中, 5通道的波分复用下偏振复用相干光正交频分复用系统的每个通道传输四进制正交振幅调制映射的71.53 Gbit/s信号在光纤中传输400 km. 首先, 通道间隔为25 GHz, 与传统相干光正交频分复用系统相比, 色散补偿前后, 使用数字相干叠加的相干光正交频分复用系统的信噪比分别提升了6.02 dB和9.05 dB, 最佳入纤光功率均增大了2 dB; 其次, 通道间隔为50 GHz, 色散补偿前后, 信噪比分别提升了4.9 dB和8.75 dB. 通过理论推导及仿真, 验证了所提方法能有效消除相干光正交频分复用系统的一阶非线性失真, 进而提高系统对光纤非线性的容忍性.     

Characteristics of Second Graders' Mathematical Writing

This study compared the characteristics of second graders' mathematical writing between an intervention and comparison group. Two six‐week Project M2 units were implemented with students in the intervention group. The units position students to communicate in ways similar to mathematicians, including engaging in verbal discourse where they themselves make sense of the mathematics through discussion and debate, writing about their reasoning on an ongoing basis, and utilizing mathematical vocabulary while communicating in any medium. Students in the comparison group learned from the regular school curriculum. Students in both the intervention and comparison groups conveyed high and low levels of content knowledge as indicated in archived data from an open‐response end‐of‐the‐year assessment. A multivariate analysis of variance indicated several differences favoring the intervention group. Both the high‐ and low‐level intervention subgroups outperformed the comparison group in their ability to (a) provide reasoning, (b) attempt to use formal mathematical vocabulary, and (c) correctly use formal mathematical vocabulary in their writing. The low‐level intervention subgroup also outperformed the respective comparison subgroup in their use of (a) complete sentences and (b) linking words. There were no differences between groups in their attempt at writing and attempts at and usage of informal mathematical vocabulary.     

Automated flow-based anion-exchange method for high-throughput isolation and real-time monitoring of RuBisCO in plant extracts

In this work, a miniaturized, completely enclosed multisyringe-flow system is proposed for high-throughput purification of RuBisCO from Triticum aestivum extracts. The automated method capitalizes on the uptake of the target protein at 4 °C onto Q-Sepharose Fast Flow strong anion-exchanger packed in a cylindrical microcolumn (105 × 4 mm) followed by a stepwise ionic-strength gradient elution (0-0.8 mol/L NaCl) to eliminate concomitant extract components and retrieve highly purified RuBisCO. The manifold is furnished downstream with a flow-through diode-array UV/vis spectrophotometer for real-time monitoring of the column effluent at the protein-specific wavelength of 280 nm to detect the elution of RuBisCO. Quantitation of RuBisCO and total soluble proteins in the eluate fractions were undertaken using polyacrylamide gel electrophoresis (PAGE) and the spectrophotometric Bradford assay, respectively. A comprehensive investigation of the effect of distinct concentration gradients on the isolation of RuBisCO and experimental conditions (namely, type of resin, column dimensions and mobile-phase flow rate) upon column capacity and analyte breakthrough was effected. The assembled set-up was aimed to critically ascertain the efficiency of preliminary batchwise pre-treatments of crude plant extracts (viz., polyethylenglycol (PEG) precipitation, ammonium sulphate precipitation and sucrose gradient centrifugation) in terms of RuBisCO purification and absolute recovery prior to automated anion-exchange column separation. Under the optimum physical and chemical conditions, the flow-through column system is able to admit crude plant extracts and gives rise to RuBisCO purification yields better than 75%, which might be increased up to 96 ± 9% with a prior PEG fractionation followed by sucrose gradient step.     

有向网络下多个体系统的整体行为

研究非时变有向通讯网络背景下一阶线性多个体动力学系统的整体行为.根据通讯网络的结构,系统可以区分为独立基本子系统和非独立基本子系统.当系统的控制规则为一类平凡的线性类型时,系统的独立基本子系统将趋于自身的一致状态,也即子系统中的每个个体趋于子系统的带权中心.独立基本子系统带权中心由子系统的系数矩阵的零特征根归一化左特征向量确定.非独立子系统中个体将趋于独立基本子系统带权中心的凸集内.当且仅当系统的独立基本子系统唯一时,系统实现一致性行为.     

基于混合网格Navier-Stokes方程的并行隐式计算方法研究

针对结构网格很难处理复杂外形和非结构网格无法计算具有边界层的粘性流动的缺点,发展了基于混合网格格点的隐式算法,成功地解决了在工程应用中难于处理的复杂外形粘性流场计算和效率问题。同时针对大规模的工程问题,发展了基于MPI通信技术的染色分层通讯并行计算方法。其中空间离散采用基于Roe格式发展的三阶迎风HLLEW(Harten-Lax-Van Leer-Einfeldt-Wada)或AUSM格式,湍流模型采用k??两方程湍流模型,时间推进考虑到LU-SGS并行等效较困难则采用基于DP-LUR(Data-Parallel Lower-Upper Relaxation)格式的隐式算法,计算CFL数可取到105量级,从2个到128个CPU的并行加速效率都保持在90%以上,大大提高了计算效率。算例对标模M6机翼模型流场进行计算,验证了方法的可靠性;然后对标模DLR-F6翼身组合体进行混合网格粘性与无粘计算结果进行比较,进一步验证混合网格方法;最后计算了DLR-WBNP外挂发动机翼身组合体模型,准确模拟了外挂和超临界机翼的相互干扰流动问题,采用4 CPU 16 CORE到24 CPU 96 CORE,2000步计算时间都不超...     

博弈论在通信对抗态势预测中的应用

本文首先提出了基于博弈论预测电磁态势演变的基本构想,设置了通信对抗的场景并构建了相应的数学模型.其次,分析了通信对抗电磁态势生成流程,最后结合一定的作战背景进行了仿真实验,基于双方博弈的原则预测了通信对抗态势的演变.仿真结果与理论分析相符,该研究成果已在多个作战仿真系统中得到了成功应用.     

量子信令交换机模型设计及性能分析

本文提出了量子信令交换机的模型, 该交换机由经典信息控制模块、交换控制模块和量子交换模块三部分组成. 经典控制模块负责将纠缠初态信息传送给纠缠测量及交换单元并更新路由信息. 交换控制模块实现通路选择, 为纠缠对的分发提供通路. 量子交换模块制备纠缠对, 进行Bell态的测量, 完成纠缠交换. 量子信令交换机可以实现多用户间的信令传输及局域网通信. 通过对交换机的性能分析与仿真, 结果表明该交换机结构简单、安全保密、便于扩展、时延小, 对于构建量子通信网有很好的支撑作用. 关键词： 量子通信 量子信令网 量子信令交换机 纠缠交换     

一种基于角谱理论的改进型相位恢复迭代算法

进行星间激光通信的光学发射天线光束整形器设计时, 首要解决的问题是根据输入光场及理想的输出光场, 确定整形器的相位分布, 其核心就是相位恢复. 基于角谱传播理论, 在传统 Gerchberg-Saxton (G-S)迭代算法的基础上, 提出了一种幅度梯度加成迭代算法, 给出了算法的详细流程与分析. 与G-S相比, 新算法利用迭代过程, 构建光场幅度反馈回路, 利用梯度搜索最佳迭代路径, 两者的联合作用加速其迭代收敛进程. 数值仿真表明, 新算法的单位迭代次数所引起迭代误差下降的速度是G-S算法的1.7倍, 其收敛速度明显优于G-S算法; 对不同的随机初始相位, 新算法都能进行有效迭代, 表现出适应性强, 且收敛一致性好的优点. 幅度梯度加成迭代算法为复杂光场的高效相位恢复提供了一种新思路, 为设计各种衍射光学元件提供了技术支持. 关键词： 相位恢复 迭代算法 角谱理论 光通信