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纠缠态的浓缩与保护

纠缠态的浓缩与保护

作者：杜超群安徽大学

学位级别：硕士

近年来,基于量子力学和信息科学的量子信息技术得到了极大的发展。量子信息主要包括量子通信和量子计算两大部分。量子信息因其独特的优点受到了人们的极大关注。在量子信息中,量子纠缠占有极其重要的地位。量子纠缠在量子隐形传态、量... 详细信息

近年来,基于量子力学和信息科学的量子信息技术得到了极大的发展。量子信息主要包括量子通信和量子计算两大部分。量子信息因其独特的优点受到了人们的极大关注。在量子信息中,量子纠缠占有极其重要的地位。量子纠缠在量子隐形传态、量子编码、量子密钥分配、远程信息浓缩,量子非局域性的检验等领域中都发挥了重要的作用。对量子纠缠的研究也可以加深我们对量子力学的理解。另外,量子通信的保真度和效率取决于作为通信信道的量子纠缠态的纠缠度。只有所用的量子纠缠态是最大纠缠态时,量子通信的保真度和效率才是1.0。然而,量子操作引入的错误,以及量子系统与周围环境之间不可避免的相互作用都会导致我们在实验上所得到的量子纠缠态不是最大纠缠态。这将降低量子通信的保真度和效率,削弱量子通信的能力。为了避免这些缺陷,我们就需要研究纠缠的提高和保护。本文的主要内容包括以下两部分：(1)纠缠浓缩：我们利用广义测量理论对任意维度量子系统中的已知非最大双边纠缠纯态进行浓缩。其中,如何设计明确区分线性无关非正交量子态的广义测量是核心问题。在腔QED系统中,我们设计了一个能够实现该线性无关非正交量子态区分的广义测量过程。我们引入一个qubit作为辅助系统,并对辅助粒子和双边纠缠粒子中的一个粒子执行联合操作。结果表明,对于任意维度的系统,任意已知的非最大纠缠纯态都可以转化为最大纠缠态。另外,每次纠缠浓缩失败时产生的非最大纠缠态都可以被再一次浓缩,因此,纠缠浓缩过程中的纠缠“浪费”可以被有效地降低。(2)纠缠保护：对于在连续真空场中的原子纠缠态,原子系统与真空场的相互作用将会导致原子的自发辐射,这将会使纠缠态的纠缠度迅速减小。我们将会利用在一个编码能级和一个辅助能级间施加2π脉冲序列来抑制原子的自发辐射,以达到保护原子纠缠态的目的。我们讨论了两比特原子纠缠态和三比特原子纠缠态的情况。通过计算与仿真,我们发现2π脉冲序列可以有效地保护原子纠缠态免受自发辐射的影响。

关键词：纠缠态纠缠浓缩纠缠保护

赣南农村土地流转的现状调查与对策研究——以赣县白鹭乡为例

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赣南农村土地流转的现状调查与对策研究——以赣县白鹭乡为例

作者：杜超群赣南师范学院

学位级别：硕士

大力推进农村土地流转,盘活农村土地资源,提高土地生产率,是激发农业经济发展的内生动力,也是实现我国农业现代化发展的内在要求。赣南红壤丘陵地区,是以稻作种植为主的农业大区,也是传统的农村经济薄弱地区。随着外出务工人数的不断增... 详细信息

大力推进农村土地流转,盘活农村土地资源,提高土地生产率,是激发农业经济发展的内生动力,也是实现我国农业现代化发展的内在要求。赣南红壤丘陵地区,是以稻作种植为主的农业大区,也是传统的农村经济薄弱地区。随着外出务工人数的不断增长,土地抛荒和流转的现象也持续增多,随之而来的问题也不少,研究丘陵山区的土地流转问题,找出制约山区农地流转的因素,有助于促进赣南农村土地流转,实现农业现代化发展和集约经营发展。本研究选取赣县白鹭乡为社会调查点,基于以往发达地区土地流转的研究成果,以实证为基础,采取文献研究、问卷调查、深度访谈、网络数据及官方数据收集的方法,以点带面、点面结合,从宏观和微观两个视角对赣南的农村土地流转情况进行探究。本研究基于对赣县白鹭乡农村土地流转规模形式、流转特点等的研究,从农户主体视角、承包大户视角、政府层面等多元主体视角对当地的农村土地流转情况进行了探究,研究认为农户受教育程度与土地流转意愿不一定呈正相关;非农就业机会虽然会促进农户选择外出务工,但是他们基于经济理性、心理预期和照顾家庭心理的影响,会选择在乡打工并兼种土地,不一定促进了农户进行土地流出;租赁期限的长短一般是与自己所拥有的土地资源肥沃情况而定;社会融资难易程度影响农户是否搞承包经营,客家传统的恋土情结一定程度上阻碍了土地流转。承包大户主体下土地流转实现了土地高效集约经营,推动了当地农业现代化进程,促进了农村经济发展;但也存在承包大户需长期租赁土地与农户不愿长期出租的矛盾、承包大户愿意付出的市场租赁价无法满足部分农户的要求、政府政策落实与承包户现实需求的时滞性的矛盾等三个主要问题。各级政府在对促进土地流转的政策制定,一定程度上促进了土地流转,但是由于宣传不到位、土地流转服务机制不健全等因素阻碍了土地流转。影响土地流转的因素主要有流转收益、土地流转的便利性、流转对象及用途及是否有法律保障等几个方面。在以上研究的基础上,本文还提出在明晰产权的基础上赋予农民长久的承包经营权;加强土地流转政策的宣传;培育土地流转服务组织,建立土地流转市场机制;推进平整土地、兴修水利等相关基础设施建设;建立健全多层次的农村社会保障体系等五个加快土地流转促进农业现代化的对策建议。

关键词：赣南山区多元视角农地流转现状调查对策研究

硅烷偶联剂改性火山灰-石灰胶凝材料机理及性能研究

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硅烷偶联剂改性火山灰-石灰胶凝材料机理及性能研究

作者：杜超群北京化工大学

学位级别：硕士

古建筑是人类历史文化传承的重要载体,我国具有丰富的文物古建筑资源。千百年来,在自然营造力和人类活动的破坏下,古建筑出现了风化酥粉、缺损、空鼓、裂缝和泛碱等病害,严重危害着其结构安全。加强对古建筑的保护,首先需要对病害进行... 详细信息

古建筑是人类历史文化传承的重要载体,我国具有丰富的文物古建筑资源。千百年来,在自然营造力和人类活动的破坏下,古建筑出现了风化酥粉、缺损、空鼓、裂缝和泛碱等病害,严重危害着其结构安全。加强对古建筑的保护,首先需要对病害进行科学治理,因此病害治理材料的选择至关重要。石灰类胶凝材料是古代建筑的主要材料,鉴于文物保护“修旧如旧”的原则,本文以火山灰-石灰为基体材料,制备了四种烷基链长的硅烷偶联剂改性净浆,对净浆的性能及改性机理进行了研究;另外,以胶砂比、硅烷掺量为变量研究了硅烷改性砂浆的各项性能;最后,采用辛基三乙氧基硅烷对聚丙烯粉末（PP）、碳纤维粉末（CF）及偏高岭土（MK）进行预处理得到载体硅烷,用于火山灰-砂浆的改性并对改性砂浆的性能进行分析。1.己基、辛基和十二烷基硅烷在养护前期均能有效减小净浆的体积收缩性和质量损失率,且改性净浆软化系数大于0.85,达到高耐水材料的标准,而丙基硅烷改性效果较差;另外,四种改性净浆的抗折强度和抗压强度均明显提升。分析测试表明,硅烷能与净浆基体以化学键的形式结合,起到交联、耦合的作用;硅烷在养护初期延缓了水化反应,之后促进了 C-S-H的生成,而在整个养护期内会对碳化反应产生不利影响。2.胶砂比1:3时,砂浆各项性能最佳;烷基链较短的硅烷对砂浆的流动度、体积稳定性和质量稳定性有利,而烷基链较长的硅烷具有更强的交联耦合作用和疏水性能,对砂浆的抗折强度和防水、耐水性能更有利,M-Octyl和M-Dodecyl试件的防水、耐水及耐久性能最佳;硅烷掺量1.5%时,砂浆的体积稳定性和质量损失率改性效果较好,而掺量较低时,砂浆的力学性能更优。3.与直接添加辛基硅烷改性砂浆相比,载体硅烷改性火山灰-砂浆在凝结时间、力学性能和耐水性能方面进一步提升;其中MK载体硅烷对凝结时间、线性收缩率、吸水率和含水率改性效果最好,最佳掺量为5%,而PP和CF载体硅烷改性效果稍差,在掺量3%时性能最佳,且CF和MK载体硅烷分别在抗折强度和抗压强度上表现出最佳的改性效果。

关键词：熟石灰硅灰火山灰-石灰硅烷偶联剂载体硅烷

北亚热带日本落叶松不同改良水平群体的遗传多样性

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林业科学 2021年第5期57卷 68-76页

作者：杜超群孙晓梅谢允慧侯义梅林木遗传育种国家重点实验室国家林业和草原局林木培育重点实验室中国林业科学研究院林业研究所北京100091 湖北省林业科学研究院武汉430075 建始县林业科学研究所建始445300

【目的】利用EST-SSR标记比较和评价北亚热带亚高山区日本落叶松引种种源群体、一代育种群体和二代育种群体的遗传多样性及其变化趋势,为该区域日本落叶松高轮次遗传改良和持续利用提供依据。【方法】利用16个SSR标记分析日本落叶松3个... 详细信息

【目的】利用EST-SSR标记比较和评价北亚热带亚高山区日本落叶松引种种源群体、一代育种群体和二代育种群体的遗传多样性及其变化趋势,为该区域日本落叶松高轮次遗传改良和持续利用提供依据。【方法】利用16个SSR标记分析日本落叶松3个群体共873份个体的遗传多样性,应用GenAlex 6.41软件进行遗传参数估算、遗传变异分析和主坐标分析。【结果】16对引物在全部样品中共检测到106个等位基因,平均等位基因数为6.7个,不同位点的多态性差异较大,其中中高度多态性位点有14个,说明这些标记能够较好地反映该群体的遗传多样性水平;3个群体的平均有效等位基因数(N e)为2.543,Shannon多样性指数(I)为0.979,多态性信息含量PIC值为0.480,具有较高的遗传多样性;引种种源群体、一代育种群体和二代育种群体的多样性指数I值分别为0.911、1.017和1.009,PIC值分别为0.432、0.484和0.488,说明一代和二代育种群体的遗传多样性参数略高于种源群体,但方差分析结果显示3个群体之间差异不显著;总体来说3个群体间的遗传距离较小,在0.006~0.075之间,其中,一代和二代育种群体间的距离最小,种源群体与一代和二代育种群体间的遗传距离逐渐增大;AMOVA分析结果也表明3个群体间分化较小,变异主要来源于群体内;等位基因频率比较及主坐标分析(PCoA)结果显示种源群体与一代和二代群体的遗传基础存在着明显的差异,将少量种源群体中差异较大的基因型引入二代育种群体中,可有效提高二代育种群体的遗传多样性水平。【结论】北亚热带日本落叶松育种群体的遗传多样性较高,改良代群体遗传变异水平并没有降低,说明目前该区域的育种策略对于维持遗传多样性是合适的。3个群体的材料来源差异、栽培与育种中的花粉污染以及高强度的定向选择,是造成种源群体与一代、二代群体遗传多样性参数及遗传组成上的差异的主要因素,适时地将原产地资源补充到育种群体中,这对日本落叶松这样的外来树种的高轮次育种群体构建尤为重要。

关键词：北亚热带日本落叶松育种群体 SSR标记遗传多样性

基于神经网络对预制裂纹板模型的裂纹扩展过程预测

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基于神经网络对预制裂纹板模型的裂纹扩展过程预测

作者：杜超群大连理工大学

学位级别：硕士

近场动力学理论（Peridynamics,PD）作为一种非局部的理论,以积分形式构建运动方程,对在多部位萌生、沿任意路径进行扩展的裂纹进行模拟计算。但近场动力学理论存在计算过程复杂,仿真时间长,模型越大计算周期越长等问题。以目前计算机... 详细信息

近场动力学理论（Peridynamics,PD）作为一种非局部的理论,以积分形式构建运动方程,对在多部位萌生、沿任意路径进行扩展的裂纹进行模拟计算。但近场动力学理论存在计算过程复杂,仿真时间长,模型越大计算周期越长等问题。以目前计算机的计算能力难以实现对裂纹与损伤状态进行实时的可视化仿真模拟和预测。随着深度学习相关理论的发展,可以为上述问题提供切实可行的解决方案。本文基于生成对抗网络（Generative Adversarial Network,GAN）提出了对裂纹与损伤状态进行可视化仿真模拟与预测的方法,以解决近场动力学模型计算时间较长的问题。同时为了计算模型中任意位置处的损伤值,提出了基于反向传播（Back-propagation,BP）神经网络模型拟合R,G,B颜色值与损伤值函数关系的方法,并基于预制裂纹板模型验证上述方法的有效性。本文主要内容分为三个部分:（1）基于近场动力学算法构建数据集。该数据集分为两个部分,第一个部分为表现裂纹或损伤状态的损伤云图数据集。该数据集的制作流程:基于预制裂纹板模型,通过非连续伽辽金有限元法得到数值结果,利用可视化软件将数值结果转化成损伤云图,然后结合相应的加载条件构建损伤云图数据集。第二部分是将损伤云图中的R,G,B颜色值与损伤值组合构建的损伤值数据集。（2）构建裂纹扩展预测模型。该模型分为两个部分,其一为裂纹预测模型,其二为损伤值预测模型。裂纹预测模型用于对预制裂纹板模型的裂纹或损伤状态进行预测。同时为了加速裂纹预测模型的收敛,提高图像结果的质量,将WGAN（Wassertein GAN）、WGAN-GP（Gradient penalty）、IN（Instance Normalization）、BN（Batch Normalization）等算法引入裂纹预测模型中进行训练。为了实现监督学习,引入欧氏距离指导裂纹预测模型的生成方向。裂纹预测模型获得的为图像结果,无法获取损伤值进行数值分析。本文构建损伤值预测模型,实现了基于图像R,G,B颜色值信息到损伤值的计算。（3）将通过本文提出的方法得到的结果与近场动力学算法得到的结果进行对比分析,验证方法的有效性。本文对比了裂纹扩展预测模型和近场动力学算法的计算时间和计算结果,对所提出方法的有效性进行验证。结果表明:（1）裂纹预测模型可以根据加载条件实时对预制裂纹板模型的裂纹扩展过程与损伤状态进行可视化仿真与预测。（2）裂纹预测模型可准确预测预制裂纹板模型在不同加载条件下的裂纹扩展形状与损伤状态,以及损伤值在模型中变化的趋势。（3）损伤值预测模型可根据像素点的R,G,B颜色值信息准确计算出像素点所在位置处对应的损伤值结果,从而根据裂纹预测模型的结果,计算模型中任意位置处的损伤值。

关键词：近场动力学计算时间生成对抗网络裂纹预测前馈神经网络

薄面激光-硅光电池中小粒径种子流监测装置研制

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农业工程学报 2019年第8期35卷 12-20页

作者：丁幼春朱凯王凯阳刘晓东杜超群华中农业大学工学院武汉430070 农业农村部长江中下游农业装备重点实验室武汉430070

针对油菜、小麦等中小粒径种子在播种过程中难以兼容监测的问题,该文采用光层厚度约为1 mm的薄面激光发射模组和硅光电池的光伏效应原理设计了一种中小粒径种子流监测装置。根据薄面激光模组发射角度与硅光电池对角线长度计算出种子监... 详细信息

针对油菜、小麦等中小粒径种子在播种过程中难以兼容监测的问题,该文采用光层厚度约为1 mm的薄面激光发射模组和硅光电池的光伏效应原理设计了一种中小粒径种子流监测装置。根据薄面激光模组发射角度与硅光电池对角线长度计算出种子监测区域大小以及监测区域的具体位置,明确了监测装置的导管内径、导管中心线位置、薄面激光发射模组与硅光电池的相对位置等结构参数。对种子穿越薄面激光层所需时间进行分析,油菜种子的穿越响应信号在3 ms以内完成,小麦种子的穿越响应信号在7 ms以内完成。对种子的穿越响应信号进行隔直通交、双级放大、半波整流、电压比较、单稳态触发转化为单脉冲信号,作为单片机外部中断源进行计数,获得播量信息,实现了中小粒径种子流无碰撞检测。油菜精量排种器台架试验和小麦数粒仪试验表明:在排种频率8.4～32.1 Hz范围内,油菜种子的监测准确率不低于98.1%,在排种频率21.5～31.2 Hz范围内,小麦种子的监测准确率不低于95.1%。田间播种试验结果表明:在田间正常排种频率范围内,油菜种子的监测准确率不低于98.6%,小麦种子的监测准确率不低于95.8%,光照条件、机具振动对监测精度无影响。

关键词：农业机械激光器硅光电池中小粒径种子流监测

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罗田垂枝杉单木生长规律及其生物量测定

东北林业大学学报 2020年第5期48卷 1-6页

作者：许业洲吴楚杜超群湖北省林业科学研究院武汉430079 长江大学

以罗田垂枝杉人工林为对象,采用树干解析、枝解析和生物量测定等方法,在构建胸径、树高、材积、侧枝生长量、着枝角度生长模型及材积和生物量预估模型的基础上,分析罗田垂枝杉的生长过程和生物量变化规律。结果表明:罗田垂枝杉胸径和树... 详细信息

以罗田垂枝杉人工林为对象,采用树干解析、枝解析和生物量测定等方法,在构建胸径、树高、材积、侧枝生长量、着枝角度生长模型及材积和生物量预估模型的基础上,分析罗田垂枝杉的生长过程和生物量变化规律。结果表明:罗田垂枝杉胸径和树高生长曲线呈“S”型,速生期分别为8~11 a和3~6 a,最大连年生长量分别为0.75 cm和0.75 m;材积生长曲线呈“J”型,12 a后进入速生期,25年生罗田垂枝杉材积生长量为0.1310 m 3,但并未达到最大值;侧枝基径和枝长分别在1年生和3年生的平均生长量最大,分别为0.95 cm和55.80 cm,随后逐年减缓,生长6 a后趋于停滞;在1年生侧枝着枝角度为65.9°,2~4 a逐年增加20°左右,5~6 a时基本保持不变,着枝角度最大值为130.9°;罗田垂枝杉的树干生物量和地上部分总生物量模型预估均有较好的效果,但枝、叶和树冠生物量的拟合优度较低,反映出罗田垂枝杉侧枝和叶生物量的特异性。

关键词：罗田垂枝杉生长规律生物量

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日本落叶松种子园群体遗传多样性评价

森林与环境学报 2020年第4期40卷 406-411页

作者：杜超群许业洲孙晓梅湖北省林业科学研究院湖北武汉430075 中国林业科学研究院林木遗传育种国家重点实验室北京100091

利用16个表达序列标签简单重复序列(EST-SSR)标记对日本落叶松种子园遗传多样性进行分析评价,旨在明确该种子园的遗传基础,为后期育种策略的制定和遗传改良的可持续发展提供参考依据。结果表明:群体平均有效等位基因数(Ne)为2.542,平均... 详细信息

利用16个表达序列标签简单重复序列(EST-SSR)标记对日本落叶松种子园遗传多样性进行分析评价,旨在明确该种子园的遗传基础,为后期育种策略的制定和遗传改良的可持续发展提供参考依据。结果表明:群体平均有效等位基因数(Ne)为2.542,平均观测杂合度(Ho)为0.578,平均期望杂合度(He)为0.528,平均Shannon多样性指数为0.972,平均多态信息含量指数(PIC)为0.485,日本落叶松种子园遗传多样性较高;群体中大部分位点均符合哈迪-温伯格平衡(HWE),群体内近交系数(Fis)、群体总近交系数(Fit)均为负值,群体表现为轻微杂合子过量,不存在近交衰退;不同来源的5个群体遗传多样性各参数值差异不大,群体间遗传距离计算、分子方差分析和主坐标分析结果均表明群体间遗传分化非常小,主要原因在于国内各栽培区引种交流频繁。

关键词：日本落叶松种子园表达序列标签简单重复序列标记遗传多样性

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鄂西日本落叶松人工林碳储量成熟龄研究

森林与环境学报 2023年第2期43卷 132-138页

作者：赵虎杜超群袁慧冯骏许业洲湖北省林业科学研究院湖北武汉430079 湖北省国有林场工作站湖北武汉430079 建始县国有长岭岗林场湖北建始445300

为研究鄂西山区日本落叶松人工林林分碳储量变化规律并确定碳储量成熟龄,利用8~41年生日本落叶松人工林87个标准地和249株样木树干生物量测定数据,以建立的单木树干生物量估算方程为基础,利用生物量扩展因子和碳系数推算出各林分单位面... 详细信息

为研究鄂西山区日本落叶松人工林林分碳储量变化规律并确定碳储量成熟龄,利用8~41年生日本落叶松人工林87个标准地和249株样木树干生物量测定数据,以建立的单木树干生物量估算方程为基础,利用生物量扩展因子和碳系数推算出各林分单位面积碳储量,构建林分碳储量预估方程。结果表明:该区域日本落叶松人工林平均单株树干生物量为85.334 kg(2.694~395.214 kg),以胸径或树高为变量的一元和二元方程对单木树干生物量的拟合优度均在0.9以上,而二元方程拟合优度和精度更高;林分平均单位面积碳储量为77.465 t·hm^(-2)(4.573~172.512 t·hm^(-2)),其中单位面积碳储量为60~120 t·hm^(-2)的样地占总样地数的64.4%;利用Richards、Korf和Compertz 3个模型对林分碳储量进行预估,林分碳储量及其平均和连年碳积累量均十分相近,其中最大连年碳积累量和最大平均碳积累量分别为6.2和3.9 t·hm^(-2)左右,峰值林龄分别为13~15 a和23 a。Richards、Gompertz模型适于鄂西山区日本落叶松人工林碳储量的预估,该区域日本落叶松林分在中幼林(林龄15 a前)为碳的快速积累期,23 a为碳储量成熟龄。

关键词：日本落叶松人工林生物量碳储量成熟龄