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Quantum spectral clustering algorithm for unsupervised learning

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Science China(Information Sciences) 2022年第10期65卷 43-52页

作者： Qingyu LI Yuhan HUANG Shan JIN xiaokai hou Xiaoting WANG Institute of Fundamental and Frontier Sciences University of Electronic Science and Technology of China

Clustering is one of the most crucial problems in unsupervised learning, and the well-known k-means algorithm can be implemented on a quantum computer with a significant speedup. However, for the clustering problems that cannot be solved using the k-means algorithm, a powerful method called spectral clustering is used. In this study, we propose a circuit design to implement spectral clustering on a quantum processor with substantial speedup by initializing the processor into a maximally entangled state and encoding the data information into an efficiently simulatable Hamiltonian. Compared to the established quantum kmeans algorithms, our method does not require a quantum random access memory or a quantum adiabatic process. It relies on an appropriate embedding of quantum phase estimation into Grover's search to gain the quantum speedup. Simulations demonstrate that our method effectively solves clustering problems and is an important supplement to quantum k-means algorithm for unsupervised learning.

关键词： quantum algorithm machine learning spectral clustering quantum phase estimation Grover's search Hamiltonian simulation

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基于变分量子分类器的量子对抗攻击生成算法

电子科技大学学报 2023年第2期52卷 162-167页

作者：侯晓凯吴热冰王子竹王晓霆电子科技大学基础与前沿研究院成都610054 清华大学自动化系北京海淀区100084

量子分类器在扰动攻击下的脆弱性是量子机器学习中的基本理论问题之一。量子分类器的脆弱性是指其随着量子系统规模增大而更容易因为一些微小的扰动而分类错误的性质。这种微小扰动也被称为量子对抗攻击,而如何生成尽可能小的扰动使得... 详细信息

量子分类器在扰动攻击下的脆弱性是量子机器学习中的基本理论问题之一。量子分类器的脆弱性是指其随着量子系统规模增大而更容易因为一些微小的扰动而分类错误的性质。这种微小扰动也被称为量子对抗攻击,而如何生成尽可能小的扰动使得量子分类器失效仍是一个开放问题。针对这一问题,提出了一种新的量子对抗攻击生成算法——量子混淆算法。该算法利用量子分类器关于输入数据的梯度信息来生成扰动,从而使得已训练好的量子分类器失效。数值仿真结果表明,与已有的量子对抗攻击方法相比,量子混淆算法可以通过更小的扰动实现对抗攻击,为理解分类器的有效性和脆弱性提供了新的思路。

关键词：量子对抗攻击量子分类器量子计算量子机器学习

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基于情景记忆的量子深度强化学习

电子科技大学学报 2022年第2期51卷 170-175页

作者：朱献超侯晓凯吴绍君祝峰电子科技大学基础与前沿研究院成都611731

作为量子机器学习的一个新兴子领域,量子深度强化学习旨在利用量子神经网络构建一个量子智能体,使其通过与环境进行不断交互习得一个最优策略,以达到期望累积回报最大化。然而,现有量子深度强化学习方法在训练过程中需要与经典环境进行... 详细信息

作为量子机器学习的一个新兴子领域,量子深度强化学习旨在利用量子神经网络构建一个量子智能体,使其通过与环境进行不断交互习得一个最优策略,以达到期望累积回报最大化。然而,现有量子深度强化学习方法在训练过程中需要与经典环境进行大量交互,从而导致大量多次调用量子线路。为此,该文提出了一种基于情景记忆的量子深度强化学习模型,称为量子情景记忆深度Q网络,该模型利用情景记忆来加速量子智能体的训练过程。具体来说,该模型将历史上出现的拥有高奖励值的经验记录到情景记忆中,使得在当前环境的状态与情景记忆中的某状态相似时,量子智能体可以根据该历史状态快速地获得想要的动作,从而减少了算法优化的迭代次数。在5个经典的雅达利游戏上的数值模拟表明,该文提出的方法可以显著地减少训练量子智能体的迭代次数,进而可以获得比其他量子深度强化学习方法更高的分数。

关键词：深度强化学习情景记忆量子计算量子强化学习

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基于多Agent的网络管理技术研究

计算机工程与应用 2002年第12期38卷 15-17页

作者：王晓凯侯朝桢北京理工大学自动控制系北京100081

将分布式人工智能中的智能Agent用于计算机网络管理,是近年来最活跃最前沿的研究领域之一。文章从分布式网络管理体系结构入手,基于多Agent的网络管理模型,以及多Agent之间的协调和协作等问题,研究了网络管理智能Agent的结构。

关键词：多Agent 网络管理分布式人工智能计算机网络

高稳定性2W输出千赫兹(kHz)线宽319 nm紫外连续激光系统(特邀)

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光电技术应用 2022年第4期37卷 64-69页

作者：王欣侯晓凯卢飞飞白建东何军王军民量子光学与光量子器件国家重点实验室山西大学光电研究所太原中北大学理学院物理系太原极端光学省部共建协同创新中心山西大学太原

介绍了一种固态高功率318.6 nm紫外激光系统,通过1 560.5 nm和1 076.9 nm红外激光单次穿过PPMgO:LN准位相匹配晶体和频产生637.2 nm单频红光,之后637.2 nm激光经四镜环形腔增强偏硼酸钡(BBO)晶体谐振倍频产生~2W的窄线宽、连续可调谐的3... 详细信息

介绍了一种固态高功率318.6 nm紫外激光系统,通过1 560.5 nm和1 076.9 nm红外激光单次穿过PPMgO:LN准位相匹配晶体和频产生637.2 nm单频红光,之后637.2 nm激光经四镜环形腔增强偏硼酸钡(BBO)晶体谐振倍频产生~2W的窄线宽、连续可调谐的318.6 nm紫外激光。基于此激光系统,研究了声光调制器(AOM)闭环主动反馈稳定318.6 nm紫外激光功率,时域激光强度起伏由±11.12%抑制到了±0.08%,频域反馈环路响应带宽约13 kHz。之后将紫外激光结合铯冷原子磁光阱,研究了俘获损耗光谱。获得稳定的、窄线宽、连续可调谐的318.6 nm紫外激光,对研究铯里德堡原子间相互作用有重要意义。

关键词：固态高功率318.6 nm激光系统窄线宽连续可调谐激光激光强度稳定

石羊河流域中下游地区退耕保育生态信息系统开发

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农业工程学报 2010年第4期26卷 186-191页

作者：杨森熊友才孙国钧朱少钧李冀南金宝成胡小军侯小凯赵旭喆李凤民兰州大学干旱与草地生态教育部重点实验室兰州730000 北京师范大学生命科学学院北京100875 兰州大学资源环境学院兰州730000

石羊河流域中下游地区—武威市凉州区和民勤县是水资源严重短缺和生态危机最为严重的地区之一,实施退耕保育工程是恢复该地区生态环境的重要举措。然而,该地区耕地分散度高、地块数量大,给退耕保育的管理工作带来巨大的困难,亟需开发高... 详细信息

石羊河流域中下游地区—武威市凉州区和民勤县是水资源严重短缺和生态危机最为严重的地区之一,实施退耕保育工程是恢复该地区生态环境的重要举措。然而,该地区耕地分散度高、地块数量大,给退耕保育的管理工作带来巨大的困难,亟需开发高效快捷的生态信息管理系统。该研究以实地测量数据为基本数据库、资源二号卫星影像资料为辅助校正,采用ArcGIS二次开发技术,通过MO2.4组件和VB6.0语言相结合,建立该地区退耕保育生态信息统计查询系统。该系统通过加载全部2190个地块的属性,实现对不同空间尺度、不同行政单元和不同年份退耕保育面积及属性进行实时、快捷查询和有效管理。该系统的建立为今后该地区高效动态实时管理提供了快捷、便利的生态信息平台和技术支持。

关键词：流域生态信息系统退耕保育 GIS二次开发

分布式声波传感VSP数据中的光缆耦合噪声局部稀疏优化压制方法

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地球物理学报 2023年第12期66卷 5123-5140页

作者：吴杰侯秦龙孙甲庆苏勤王晓凯寇龙江中国石油天然气股份有限公司勘探开发研究院西北分院兰州730020 西安交通大学信息与通信工程学院西安710049 电子科技大学环境与资源学院成都611731

分布式声学传感系统在采用光纤采集垂直地震剖面(Vertical Seismic Profile,VSP)时,受到光缆与井壁耦合不良等因素影响,地震数据会受到能量较强的光缆耦合噪声干扰.全局稀疏优化方法在压制光缆耦合噪声时未考虑有效信号和光缆耦合噪声... 详细信息

分布式声学传感系统在采用光纤采集垂直地震剖面(Vertical Seismic Profile,VSP)时,受到光缆与井壁耦合不良等因素影响,地震数据会受到能量较强的光缆耦合噪声干扰.全局稀疏优化方法在压制光缆耦合噪声时未考虑有效信号和光缆耦合噪声的时变特性,影响了噪声压制效果.本文提出了一种基于局部稀疏优化的光缆耦合噪声自适应压制方法.该方法针对每道地震数据在时窗长度选择范围内综合计算每个时窗长度下的有效信号和光缆耦合噪声的稀疏度,进而选择稀疏度最优下的时窗长度,最终采用形态成分分析方法在最优时窗内实现VSP数据中光缆耦合噪声的稀疏优化压制.模型算例和实际算例的结果均表明本文所提方法优于全局稀疏优化方法.

关键词：垂直地震剖面分布式声学传感稀疏优化

2020年上海市金山卫镇学龄儿童龋病流行特征分析

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上海医药 2023年第22期44卷 49-52页

作者：徐艳鸽侯佳男金皑杜小凯上海市金山区金山卫镇社区卫生服务中心预防保健科上海201512 上海市金山区金山卫镇社区卫生服务中心口腔科上海201512

目的:了解上海市金山卫镇学龄儿童龋齿的患病率状况。方法:对2020年上海市金山卫镇全部4所小学在校的3320名学龄儿童进行口腔检查,分析学龄儿童牙齿的患龋率和龋均情况。结果:2020年上海市金山卫镇学龄儿童龋齿总患病率为46.69%。恒牙... 详细信息

目的:了解上海市金山卫镇学龄儿童龋齿的患病率状况。方法:对2020年上海市金山卫镇全部4所小学在校的3320名学龄儿童进行口腔检查,分析学龄儿童牙齿的患龋率和龋均情况。结果:2020年上海市金山卫镇学龄儿童龋齿总患病率为46.69%。恒牙的龋患率和龋均值均随年龄增长呈上升趋势,且差异均有统计学意义(均P<0.01)。女生恒牙龋患率高于男生,差异具有统计学意义(10.74%比6.74%,P<0.01)。结论:上海市金山卫镇学龄儿童龋齿患病率处于较高水平,需深入开展口腔健康教育,扩大窝沟封闭实施范围等综合防控措施,有效降低学龄儿童龋患率。

关键词：龋齿学龄儿童龋患率龋均

Fe-Ni-Cr系合金连铸保护渣冷却过程矿相析出热力学分析

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特殊钢 2022年第1期43卷 1-5页

作者：侯昱耿鑫李博洋李晓凯姜周华东北大学冶金学院沈阳110819

采用Factsage热力学软件计算和实验室研究相结合的方法,探究碱度(0.8~1.2)、BaO含量(5%~15%)、B_(2)O_(3)含量(5%~15%)对Fe-Ni-Cr系耐蚀合金连铸保护渣CaO-SiO_(2)-Al_(2)O_(3)-CaF_(2)-Na_(2)O-MgO系冷却过程矿相析出的影响。结果表明,当熔渣碱度由0.8升高到1.2时,析晶温度由1201.7℃升高到1256.4℃,硅酸盐含量从83.1%降低到79.6%;熔渣中BaO≤10%时,随着BaO含量的升高,熔渣中晶体析出会受到抑制。当熔渣中添加10%BaO时,晶体析出总量降低到61.1%;当熔渣中添加10%B_(2)O_(3)时,晶体析出温度降低到1086.7℃,晶体析出量降低为66.3%;B_(2)O_(3)含量≤10%时,可以促进熔渣玻璃化。最佳碱度为1.0,BaO或B_(2)O_(3)加入量为10%。

关键词： Fe-Ni-Cr系耐蚀合金连铸保护渣 Factsage 矿相