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若干量子通信任务理论及应用研究

若干量子通信任务理论及应用研究

作者：庞志广南京邮电大学

学位级别：硕士

量子信息科学发展至今已经完美的将量子力学原理融入进信息科学中,通过量子的方式可以解决经典的方式所不能达到的效果。光子作为一种传输速度最快、与环境耦合性最弱的一种粒子,常常被用来当做量子态的载体。通过量子态编码传输信息,... 详细信息

量子信息科学发展至今已经完美的将量子力学原理融入进信息科学中,通过量子的方式可以解决经典的方式所不能达到的效果。光子作为一种传输速度最快、与环境耦合性最弱的一种粒子,常常被用来当做量子态的载体。通过量子态编码传输信息,是量子通信任务中常常用的手段,本文主要讨论了几种常见的量子通信任务。本文首先简介了量子信息的相关背景和研究意义,交代了量子通信任务涉及的一些基本概念。第二章主要介绍光量子通信任务涉及的硬件系统,首先是对量子比特的基本认知,接着概述了实验室常见的光学器件、态制备态测量组件以及常见干涉仪,最后对实验室现有的两类纠缠光源进行描述。第三章主要描述了两种不同种类的量子存取码,第一类为以单量子比特为资源的量子随机存取码,通过具体理论推证明采用量子的方式搭载经典信息会达到超越传统方式下所能达到的效果;第二类为纠缠辅助的随机存取码任务,通过举例分析说明了该种类型的存取码方案在实验上的可行性。第四章是对第三章模型的扩展,通过对2→1的量子随机存取码作为量子资源的理论展开分析,证明了量子的优越性以及弱测量在面临资源的获取与干扰场景下的优越性,然后将其拓展到3→1的情况,并开展了相关分析与研究,发现了与前人不同的结论,此时的弱测量并不能总是具有优越性。第五章主要介绍了一类基于量子数字签名的通信任务,本文尝试将量子数字签名原理应用于实际生产生活中,并开发一套遵循量子数字签名执行流程的邮箱系统,本文的尝试为量子理论的实际应用提供了有意义的参考价值。

关键词：量子信息随机存取码弱测量量子数字签名

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耐污染超滤膜的研究进展

膜科学与技术 2021年第2期41卷 157-168页

作者：侯春光文剑平庞志广谢松辰晋墩尚李志霞彭跃莲北京市绿色催化与分离重点实验室北京工业大学环境与生命学部北京100124 北京碧水源科技股份有限公司北京102206

讨论了构筑耐污染特性超滤膜的策略及其局限性.重点概括了国内外在水合层效应和空间位阻效应(污染物抵制机制)、低表面能效应(污染物释放机制)、氧化分解效应(污染物攻击机制)、膜表面图案技术5种抗污策略指导下的膜研究进展.并对构筑... 详细信息

讨论了构筑耐污染特性超滤膜的策略及其局限性.重点概括了国内外在水合层效应和空间位阻效应(污染物抵制机制)、低表面能效应(污染物释放机制)、氧化分解效应(污染物攻击机制)、膜表面图案技术5种抗污策略指导下的膜研究进展.并对构筑耐污染超滤膜面临的主要挑战和发展方向进行了展望.

关键词：超滤膜膜污染抗污策略研究进展

双层同步纺丝法制备PVDF中空纤维微滤膜时温度对膜结构和性能的影响

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膜科学与技术 2019年第6期39卷 52-60页

作者：李悦谢松辰侯春光庞志广彭跃莲纪树兰李哲浩文剑平闫文志北京工业大学环境与能源工程学院北京绿色催化和分离重点实验室北京100124 长春黄金研究所长春1300127 北京碧水源科技股份有限公司 109591 山东招金膜天股份有限公司招远265400

采用复合热致相分离(c-TIPS)法首次利用三孔喷丝头进行双层同步纺丝,以PEG-200同时作为芯液和外涂层液,制备了内、外表面均开放多孔的聚偏氟乙烯(PVDF)中空纤维微滤膜,并将其应用于直接接触式膜蒸馏(DCMD)中.结果表明,双层同步纺丝法在... 详细信息

采用复合热致相分离(c-TIPS)法首次利用三孔喷丝头进行双层同步纺丝,以PEG-200同时作为芯液和外涂层液,制备了内、外表面均开放多孔的聚偏氟乙烯(PVDF)中空纤维微滤膜,并将其应用于直接接触式膜蒸馏(DCMD)中.结果表明,双层同步纺丝法在提高膜机械强度的同时,还能保证较高的膜通量和运行稳定性.主要讨论了芯液和外涂层液温度对膜结构及性能的影响.高温的芯液和外涂层液有利于PVDF结晶,并形成大的球晶,但膜孔径较大,膜容易润湿.适当降低芯液和外涂层液温度,能有效降低膜孔径,当芯液和外涂层液温度分别为60和40℃时,膜通量达33 kg/(m^2·h),且具有较好的运行稳定性,制备的中空纤维膜拉伸强度和膜的断裂伸长率分别达到6.85 MPa和120.2%,可用于膜蒸馏.

关键词： c-TIPS 双层同步纺丝 PVDF中空纤维膜膜蒸馏机械强度

基于改进BP神经网络算法的钻锪工艺参数优化

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工具技术 2024年第2期58卷 110-115页

作者：李岸庞志愿沈阳工业大学机械工程学院

针对目前工业机器人钻锪工艺参数选取主要依靠经验法的问题,提出基于改进BP神经网络算法的钻锪工艺参数优化方法。分析钻锪工艺过程并针对工艺参数和加工质量的关系进行正交实验设计和相关性分析;针对哈里斯鹰算法的不足,在猎物逃脱几... 详细信息

针对目前工业机器人钻锪工艺参数选取主要依靠经验法的问题,提出基于改进BP神经网络算法的钻锪工艺参数优化方法。分析钻锪工艺过程并针对工艺参数和加工质量的关系进行正交实验设计和相关性分析;针对哈里斯鹰算法的不足,在猎物逃脱几率和猎物跳跃强度两方面对其进行改进;运用改进的哈里斯鹰算法优化BP神经网络,并基于改进的BP神经网络算法建立工艺参数优化数学模型;采用fmincon函数求解最优工艺参数并进行实验验证。分析结果表明,与由经验法确定的工艺参数相比,优化后的工艺参数在孔径精度和锪窝深度精度方面分别提高了17.9%和26.5%,满足了加工质量要求,并保证了加工效率。

关键词：孔径精度锪窝深度精度工艺参数 BP神经网络算法哈里斯鹰算法

融合FEB的YOLOX遥感图像目标检测算法

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重庆邮电大学学报（自然科学版） 2024年第2期36卷 319-327页

作者：余翔庞志濠重庆邮电大学通信与信息工程学院重庆400065

针对遥感图像的复杂背景干扰大、目标尺度变化大以及小目标检测困难等导致检测精度降低的问题,提出一种增强YOLOX主干网络输出特征提取能力的检测算法。通过加入连续膨胀残差卷积和注意力机制,设计一种全新的提取主干网络输出特征增强块... 详细信息

针对遥感图像的复杂背景干扰大、目标尺度变化大以及小目标检测困难等导致检测精度降低的问题,提出一种增强YOLOX主干网络输出特征提取能力的检测算法。通过加入连续膨胀残差卷积和注意力机制,设计一种全新的提取主干网络输出特征增强块(feature enhance block,FEB),让连续膨胀残差卷积串联4个具有不同膨胀率的膨胀残差卷积,扩大算法的感受野,丰富上下文信息,同时减轻背景对检测的影响,有效加强算法对目标尺度变化大及小目标的检测能力,使用SA注意力机制抑制背景对算法检测的干扰,提高算法的检测精度。在RSOD数据集上的实验表明,FEB相较于其他同类型模块具有更好的特征提取能力。

关键词：机器视觉遥感图像目标检测 YOLOX

多维连续积分方程累次原函数变换交替迭代深度学习求解算法

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中国科学:数学 2024年

作者：刘东陈奇隆庞志鑫罗懋康钟守铭中国核动力研究设计院中核核能软件与数字化反应堆工程技术研究中心中国核工业集团有限公司科技委四川大学数学学院电子科技大学数学科学学院

积分方程的求解对各种工业系统计算分析具有十分重要的意义,工程实用的积分方程通常均是高维形式,其数值计算方法具有很强的挑战性.近年来,通过深度学习方法求解微分方程的技术取得了长足的进步,但现有方法求解积分方程却遇到精度有限... 详细信息

积分方程的求解对各种工业系统计算分析具有十分重要的意义,工程实用的积分方程通常均是高维形式,其数值计算方法具有很强的挑战性.近年来,通过深度学习方法求解微分方程的技术取得了长足的进步,但现有方法求解积分方程却遇到精度有限等困难.为此,本文针对工业领域广泛应用的多维连续积分方程,提出累次原函数变换交替迭代深度学习求解算法(简称“变阶迭代算法”):对积分号下的被积函数进行累次原函数变换,从而改变了方程的微积分阶数,将积分方程转化为由多个原函数及其偏导数组成的完全形式的微分方程组;同时,给出各原函数定解条件的确定方法,将被求未知函数与原函数映射为不同的神经网络,并构建相应的加权损失函数;交替迭代深度学习,使得神经网络函数逼近原函数的同时,也逼近未知函数的数值解.数值实验表明,本文给出的算法具有良好的精度与适用性,计算结果具有连续性的优点,从而为多维积分方程数值求解方法探索出了新的规范化求解方法.

关键词：多维连续积分方程深度学习原函数变换损失函数交替迭代

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基于纠缠源的非线性贝尔不等式研究

量子电子学报 2022年第5期39卷 761-767页

作者：戴攀庞志广李剑王琴南京邮电大学通信与信息工程学院江苏南京210003

相较于线性贝尔(Bell)不等式,非线性Bell不等式作为一种判据提供了一种新的判别量子关联的方法,利用非线性Bell不等式来研究纠缠态的性质具有重要的现实意义。考虑带有噪声参数的纠缠态可以模拟实际的量子通信过程,通过Matlab进行数值... 详细信息

相较于线性贝尔(Bell)不等式,非线性Bell不等式作为一种判据提供了一种新的判别量子关联的方法,利用非线性Bell不等式来研究纠缠态的性质具有重要的现实意义。考虑带有噪声参数的纠缠态可以模拟实际的量子通信过程,通过Matlab进行数值优化找到相应态的最优测量算符,研究了噪声参数对非线性Bell不等式违背的影响。研究结果表明带有噪声的纠缠态在特定情况下也可以违背非线性Bell不等式,而且测量数量越多,对纠缠态的要求越苛刻,这对于实际实验中态的选取与制备具有重要的借鉴和参考意义。

关键词：量子光学非局域性贝尔型不等式非线性最大量子违背

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膜蒸馏脱盐中膜污染与膜润湿的研究进展

化工进展 2021年第7期40卷 3942-3956页

作者：谢松辰文剑平庞志广侯春光李志霞晋墩尚彭跃莲北京工业大学环境与生命学部北京市绿色催化与分离重点实验室北京100124 北京碧水源科技股份有限公司北京102206

膜蒸馏作为一种脱盐的新兴技术受到广泛关注。然而,因为实际水质组分复杂,可能含有如表面活性剂、油类物质、易结垢盐和有机溶剂等污染物,导致一般疏水膜在长时间运行情况下极易发生膜污染或者膜润湿,最终造成膜通量或截留性能降低。本... 详细信息

膜蒸馏作为一种脱盐的新兴技术受到广泛关注。然而,因为实际水质组分复杂,可能含有如表面活性剂、油类物质、易结垢盐和有机溶剂等污染物,导致一般疏水膜在长时间运行情况下极易发生膜污染或者膜润湿,最终造成膜通量或截留性能降低。本文首先简述了不同种类的膜污染和膜润湿的特点及形成原因,并分析了膜污染和膜润湿之间的区别和联系。对膜蒸馏过程中膜污染和膜润湿的监测和预测手段进行了简要介绍,最后针对膜蒸馏脱盐过程,重点介绍了近几年国内外预防膜污染和膜润湿的研究进展。研究者一般从污染物与疏水膜的相互作用力着手对疏水膜进行表面改性制备全疏膜和Janus复合膜,避免污染物在膜面的吸附以及抑制表面或孔道润湿。越来越多的研究人员采用致密亲水膜的渗透汽化脱盐来从根本上避免疏水膜带来的润湿。除此之外,对进料液进行预处理也能显著延迟膜的污染和润湿,如混凝/沉淀、膜过滤、煮沸、pH调控等,还可通过改变进料方式、辅助外加磁场等措施控制膜表面局部区域的流体力学状态,减少污染物的附着。适当的膜后处理措施也能恢复膜性能。最后,文章指出了解决膜蒸馏中膜污染和膜润湿的研究方向。

关键词：膜蒸馏脱盐膜润湿膜污染

基于长波平顺性的400 km·h^(-1)高速铁路连续梁桥徐变变形控制

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中国铁道科学 2024年第4期45卷 77-88页

作者：庞志强李国龙高芒芒杨飞杨静静中国铁道科学研究院北京100081 中国铁道科学研究院集团有限公司基础设施检测研究所北京100081

基于实测轨道平顺性数据,采用车辆-轨道耦合动力仿真方法,综合考虑温度变化、列车荷载、徐变和沉降等因素的影响,进行400 km·h^(-1)高速铁路连续梁桥徐变变形控制研究。结果表明:400 km·h^(-1)高速列车车体垂向敏感波长为163 m,横向... 详细信息

基于实测轨道平顺性数据,采用车辆-轨道耦合动力仿真方法,综合考虑温度变化、列车荷载、徐变和沉降等因素的影响,进行400 km·h^(-1)高速铁路连续梁桥徐变变形控制研究。结果表明:400 km·h^(-1)高速列车车体垂向敏感波长为163 m,横向敏感波长为227 m;为保证轨道高低不平顺与车体垂向加速度的适应性,采用60 m中点弦测值控制轨道长波平顺性;车体垂向加速度与轨道高低不平顺之间呈线性相关;徐变与沉降为控制连续梁桥轨道长波平顺性的主要因素,支座位置处长波平顺性较差;400 km·h^(-1)连续梁桥桥上线路允许桥梁自身总变形引起的车体垂向加速度阈值为0.822 m·s^(-2),400 km·h^(-1)主跨不大于百米连续梁桥徐变变形阈值宜设为9.5 mm。

关键词： 400 km·h^(-1)高速铁路连续梁桥徐变变形阈值轨道长波平顺性中点弦测法