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基于量子开关的量子纠缠分发基本限制突破

通信学报 2024年第10期45卷 69-80页

作者：许瑞青周日贵李尧翀上海海事大学信息工程学院上海201306 上海海事大学智能信息处理与量子智能计算研究中心上海201306

为解决纠缠分发中量子信息在信道中传输极易出现信息丢失导致纠缠分发速率低的问题,提出利用量子开关传输量子信息。针对量子开关的信息传输能力,设计基于量子开关的自适应纠缠分发协议,确定基于量子开关的两步纠缠分发容量;利用信道的... 详细信息

为解决纠缠分发中量子信息在信道中传输极易出现信息丢失导致纠缠分发速率低的问题,提出利用量子开关传输量子信息。针对量子开关的信息传输能力,设计基于量子开关的自适应纠缠分发协议,确定基于量子开关的两步纠缠分发容量;利用信道的量子隐形传态模拟方法推导出容量上界,并利用哈希不等式推导出容量下界。仿真结果表明,所提方法的容量下界基本上突破了传统量子信道的容量上界,为实现量子信息的高速率传输提供了可行思路。

关键词：量子开关两步纠缠分发容量纠缠相对熵相干信息

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量子线性卷积及其在图像处理中的应用

自动化学报 2022年第6期48卷 1504-1519页

作者：刘兴奥周日贵郭文宇上海海事大学信息工程学院上海201306 上海海事大学智能信息处理与量子智能计算研究中心上海201306

线性卷积在图像处理中发挥着重要作用,但是在处理海量高分辨率图像时,求解线性卷积会消耗许多计算资源.为此,本文就量子线性卷积及其在图像处理问题中的应用开展相关研究,首先提出单通道,单位步长,零补充情况下的量子一维和二维线性卷积... 详细信息

线性卷积在图像处理中发挥着重要作用,但是在处理海量高分辨率图像时,求解线性卷积会消耗许多计算资源.为此,本文就量子线性卷积及其在图像处理问题中的应用开展相关研究,首先提出单通道,单位步长,零补充情况下的量子一维和二维线性卷积,然后实现多通道,非单位步长,非零补充的情况,最后将量子二维线性卷积应用于量子图像平滑,量子图像锐化和量子图像边缘检测.通过理论分析证明了量子线性卷积的空间复杂度O(logM)和时间复杂度O(log^(2)M)较经典线性卷积有指数级下降,且基于Qiskit的仿真实验成功验证了量子线性卷积和量子图像处理算法的正确性和可行性.

关键词：量子线性卷积量子图像平滑量子图像锐化量子图像边缘检测

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基于量子生成对抗网络的信息隐藏方案

计算机辅助设计与图形学学报 2021年第7期33卷 983-990页

作者：罗佳周日贵李尧翀刘广钟上海海事大学信息工程学院上海201306 智能信息处理与量子智能计算研究中心上海201306

针对量子图像信息隐藏技术在面对基于统计的隐写分析算法检测时的不安全问题,提出基于量子生成对抗网络(QGAN)的信息隐藏方案.首先利用映射规则将秘密信息映射为单量子比特门,演化得到QGAN生成器G的参数化量子电路的输入态;然后通过QGA... 详细信息

针对量子图像信息隐藏技术在面对基于统计的隐写分析算法检测时的不安全问题,提出基于量子生成对抗网络(QGAN)的信息隐藏方案.首先利用映射规则将秘密信息映射为单量子比特门,演化得到QGAN生成器G的参数化量子电路的输入态;然后通过QGAN中的生成电路生成含密量子图像;最后通过测量含密量子图像得到样本数据后与真实数据样本作为判别器D的输入进行迭代优化,使G能够得到接近于目标图像的含密图像.实验结果表明,所提方案能生成与目标图像分布较好拟合的含密图像,完成信息的非嵌入式隐藏.

关键词：量子生成对抗网络信息隐藏量子图像隐写量子图像

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基于Canny算法的量子图像边缘检测

郑州大学学报（理学版） 2020年第4期52卷 37-52页

作者：胡文文周日贵范萍李尧翀上海海事大学信息工程学院上海201306 上海海事大学智能信息处理与量子智能计算研究中心上海201306 华东交通大学信息工程学院江西南昌330013

为进一步完善在量子计算机上图像边缘检测算法的理论研究,提出量子图像Canny边缘检测算法,并设计了完整的量子线路。基于新型增强量子图像表示模型(novel enhanced quantum representation of digital images,NEQR),在利用量子比特序列... 详细信息

为进一步完善在量子计算机上图像边缘检测算法的理论研究,提出量子图像Canny边缘检测算法,并设计了完整的量子线路。基于新型增强量子图像表示模型(novel enhanced quantum representation of digital images,NEQR),在利用量子比特序列的计算基态叠加存储图像信息的基础上,介绍了一系列相关的基本量子线路模块,实现量子图像的高斯平滑滤波、梯度计算、非极大值抑制、双阈值和边缘跟踪的线路设计。量子线路复杂度分析表明,于经典数字图像边缘算法相比,可以实现指数加速。借助Matlab软件进行仿真实验,通过和其他边缘检测算法的对比分析,方案具有较好的边缘检测效果。

关键词：量子计算量子图像 Canny算法线路复杂度

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基于双重代理密钥的船舶自组网门限签名方案

通信学报 2018年第7期39卷 166-175页

作者：徐明李旭如刘朝斌马尧上海海事大学信息工程学院上海201306 复旦大学上海市智能信息处理重点实验室上海200433 中国通用技术研究院北京100085

为了解决船舶自组网应用条件下的消息认证问题,利用门限代理签名体制和双线性对性质,设计了一种不依赖于可信认证中心和防篡改设备的签名方案。通过双重代理密钥的设计和门限签名机制的应用,使船舶节点通过多项式时间的计算完成消息签名... 详细信息

为了解决船舶自组网应用条件下的消息认证问题,利用门限代理签名体制和双线性对性质,设计了一种不依赖于可信认证中心和防篡改设备的签名方案。通过双重代理密钥的设计和门限签名机制的应用,使船舶节点通过多项式时间的计算完成消息签名,并运用随机预言模型证明了方案的安全性。分析表明,该方案在保证正确性的前提下能满足强代理签名的性质,并具有较低的计算开销和通信开销。

关键词：船舶自组网双重代理密钥消息认证双线性对

基于多尺度时域平均分解和模糊熵的船用风机故障诊断方法

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中国机械工程 2022年第10期33卷 1178-1188页

作者：蒋佳炜胡以怀方云虎张陈芮晓松汪猛上海海事大学商船学院上海201306

船舶旋转机械往往在多振源的环境中运转,如何对其振动信号进行有效的特征提取和降噪处理是研究热点。时域同步平均方法对振动信号的噪声抑制有较好的效果,但是该方法需要的键相信号难以获取,特定频率以外的故障信息会丢失且倍频信号波... 详细信息

船舶旋转机械往往在多振源的环境中运转,如何对其振动信号进行有效的特征提取和降噪处理是研究热点。时域同步平均方法对振动信号的噪声抑制有较好的效果,但是该方法需要的键相信号难以获取,特定频率以外的故障信息会丢失且倍频信号波形会互相混叠,以上问题限制了该方法的适用性。提出了一种多尺度时域平均分解法,有效地克服了传统时域平均法存在的问题,并结合模糊熵特征选择对船舶风机进行了故障诊断,准确率与计算速度均优于EMD、EEMD和VMD方法。仿真数据分析与故障模拟试验证明了该方法的有效性。

关键词：多尺度时域平均分解模糊熵船舶旋转机械故障诊断特征提取特征选择

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蚁群优化算法的改进及应用

蚁群优化算法的改进及应用

作者：付宇上海海事大学

学位级别：硕士

随着研究对象的日益复杂化，传统的基于对象精确模型的控制理论与使用确定性的优化算法都遇到了极大的困难。人们从生物进化及仿生学中受到启发，提出许多启发式的智能优化方法。蚁群优化算法(Ant Colony Optimization，ACO)是一种新兴... 详细信息

随着研究对象的日益复杂化，传统的基于对象精确模型的控制理论与使用确定性的优化算法都遇到了极大的困难。人们从生物进化及仿生学中受到启发，提出许多启发式的智能优化方法。蚁群优化算法(Ant Colony Optimization，ACO)是一种新兴的智能优化算法，特别适合解决困难的组合优化问题，自从Dorigo等人在20世纪90年代初提出以来，该算法已逐渐引起人们的注意并得到了广泛的应用。蚁群优化算法采用分布式并行计算机制，易与其他方法结合，具有较强的鲁棒性;但搜索时间长、易限入局部最优解是其突出的缺点。本文主要研究了蚁群优化算法的改进及应用，并进行了仿真研究。主要研究内容如下：针对基本蚁群算法容易出现早熟和停滞现象的缺点，本文提出了一种动态自适应蚁群算法，通过引入信息素的自适应调整策略、限制信息素的范围，和动态增加了信息素的局部更新方式，有效的抑制了收敛过程中的停滞现象，提高了算法的搜索能力。将改进后的算法应用于旅行商问题，其性能在14点旅行商问题、中国旅行商问题和Eil50问题上得到了验证。针对物流配送中心选址问题，本文提出了一种改进的蚁群算法，通过在迭代后期引入动态局部更新准则，减少那些没有被选择的路径上的信息素数量，加大了较优路径和较差路径上的信息素强度的差距，加快了算法的收敛速度，缩短了算法的运行时间。通过在实际例子上的计算，证明了改进算法的有效性。基于最大最小蚂蚁系统的信息素限制策略和平滑信息素轨迹策略，本文提出了一种改进的蚁群算法：在迭代后期，即算法已经收敛或者接近于收敛时，对信息素轨迹进行平滑处理，能有效增加那些较低信息素轨迹解元素被选择的概率，从而提高算法的搜索能力。将改进的算法应用于解决车辆路径问题。计算结果表明，该算法可以更有效地求得车辆路径问题的优化解，是解决车辆路径问题的有效方法。

关键词：蚁群优化算法组合优化旅行商问题配送中心选址车辆路径问题

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船用风机多尺度时域平均分解故障诊断方法

中国机械工程 2021年

作者：蒋佳炜胡以怀方云虎张陈芮晓松汪猛上海海事大学商船学院

为船舶旋转机械往往在多振源的环境中运转，如何对其振动信号进行有效的特征提取和降噪处理是学者们研究的热点。时域同步平均方法对振动信号的噪声抑制有较好的效果，但是该方法需要的键相信号难以获取，会丢失除特定频率外的故障信息...

为船舶旋转机械往往在多振源的环境中运转，如何对其振动信号进行有效的特征提取和降噪处理是学者们研究的热点。时域同步平均方法对振动信号的噪声抑制有较好的效果，但是该方法需要的键相信号难以获取，会丢失除特定频率外的故障信息以及倍频信号波形会互相混叠，以上问题局限了该方法的适用性。本文提出一种多尺度时域平均分解法，有效地克服了传统时域平均法存在的问题，并结合模糊熵特征选择对船舶风机进行了故障诊断，准确率与计算速度均优于EMD、EEMD和VMD方法。本文通过仿真数据分析与故障模拟试验说明了该方法的有效性。

关键词：

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智能车载终端及在智能交通中的应用

智能车载终端及在智能交通中的应用

作者：朱炳秀上海海事大学

学位级别：硕士

随着经济的发展，人民的生活水平不断提高，出行质量对生活质量的影响越来越大。由于交通拥挤，人们每天消耗在上下班途中的时间比以前长了。交通拥挤还导致商业车辆在交通运输中的延误，增加了运输成本，引起了顾客的不满意。传统的解... 详细信息

随着经济的发展，人民的生活水平不断提高，出行质量对生活质量的影响越来越大。由于交通拥挤，人们每天消耗在上下班途中的时间比以前长了。交通拥挤还导致商业车辆在交通运输中的延误，增加了运输成本，引起了顾客的不满意。传统的解决方法是靠增加交通基础设施来满足不断发展的交通量的需求，然而有限的土地和经济制约等使得道路建设不可能达到相对满意的程度。智能交通系统，是将先进的信息技术、数据通讯技术、电子传感技术及计算机处理技术等有效应用于整个交通管理系统而建立的一种在大范围内、全方位发挥作用的、实时、准确、高效的综合交通运输管理系统。本课题研究的智能车载终端是应用于智能交通系统的终端设备。智能车载终端是安装在车辆上，对车辆的各种信息进行采集和存贮，通过CAN总线与车内的其他设备进行连接，具有GPS定位、GPRS无线数据传输功能的车载设备。对规范驾驶员的行为、车辆运营公司的管理、人员和车辆的安全性、提高服务质量有非常大的作用。本课题就是结合上海巴士智能车载终端项目所进行的工作。论文第一章首先分析了智能交通的现状，车载终端的现状及项目研究的背景;在第二章中研究了课题所用的主要技术，包括CAN总线技术、GPRS数据传输技术、GPS定位技术、USB接口技术等;第三章介绍智能车载终端的功能设计;包括总体功能、模块功能、功能模块框图;第四章中主要描述系统实现，包括硬件实现和软件实现及系统的通信协议;第五、六章是智能车载终端在ITS中的应用及对ITS的影响。本论文完成了智能车载终端设备样机的研制工作，实现了控制中心与车载设备的GPRS数据传输，可以与车辆上的LED进行通讯，能够进行GPS定位，对采集的车辆数据可以进行下载（IC卡、USB），达到了预期的目的。

关键词： GPRS网络 CAN总线智能交通系统智能车载终端