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基于啁啾极化晶体的中红外上转换成像研究

红外与激光工程 2024年第3期53卷 52-60页

作者：韩赵其智葛正王小骅周志远史保森中国科学技术大学中国科学院量子信息重点实验室安徽合肥230026 中国科学技术大学中国科学院量子信息与量子科技创新研究院安徽合肥230026

将物体辐射或反射的中红外波段光转换到可见光区域、再利用高性能的硅基器件探测是一种有效的目标识别手段,规避了传统半导体中红外探测器在灵敏度、深制冷和噪声等性能方面的不足。文中利用啁啾极化的非线性晶体,在强连续泵浦光作用下... 详细信息

将物体辐射或反射的中红外波段光转换到可见光区域、再利用高性能的硅基器件探测是一种有效的目标识别手段,规避了传统半导体中红外探测器在灵敏度、深制冷和噪声等性能方面的不足。文中利用啁啾极化的非线性晶体,在强连续泵浦光作用下,将中红外波段的光场信息高效、高保真地迁移到可见光域进行探测。通过建立简单的物理模型,理论上讨论了啁啾极化晶体参数对上转换成像性能的影响,并进行了数值仿真;通过实验进一步研究了啁啾晶体上转换方法在转换带宽、成像视场等成像关键参数上的优势,实验结果与理论计算值吻合较好。通过上转换方法,演示了相干光与非相干光照明条件下目标探测,实现了相干光照明下的光学边缘增强成像和非相干照明下的热辐射目标识别。这一工作对基于啁啾晶体的上转换成像系统的理解、设计和实际应用具有重要参考价值。

关键词：中红外成像上转换啁啾极化晶体带宽效率

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自发辐射放大的量子随机数快速后处理方法

激光与光电子学进展 2024年第5期61卷 481-485页

作者：童启夏胡莹莹何德勇韩正甫中国科学技术大学中国科学院量子信息重点实验室安徽合肥230026

在实用化的高速量子随机数产生器的应用中,使用Toeplitz矩阵作为后处理方法提取量子随机数随机性已成为一种主要的技术路线。然而,Toeplitz矩阵更适合于硬件计算而不适合软件运算,通常需要搭建专门的现场可编程门阵列(FPGA)电路才能进... 详细信息

在实用化的高速量子随机数产生器的应用中,使用Toeplitz矩阵作为后处理方法提取量子随机数随机性已成为一种主要的技术路线。然而,Toeplitz矩阵更适合于硬件计算而不适合软件运算,通常需要搭建专门的现场可编程门阵列(FPGA)电路才能进行快速运算。基于自发辐射放大(ASE)的量子随机产生器,提出一种基于简单哈希函数的快速后处理方式。这种方式的时间复杂度仅为O(N),小于Toeplitz矩阵的O(NlogN),并且相对另一种常用的后处理方法,最低有效位(LSBs)后处理,具有更高的随机数提取效率。实验中由所提后处理方法计算得到的随机数已通过美国国家标准与技术研究所(NIST)随机性检测。

关键词：量子随机数自发辐射放大哈希函数后处理方法随机性检测

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基于数据增强的异质图注意力网络

计算机科学 2024年

作者：杨应修陈红梅周丽华肖清云南大学信息学院云南大学云南省智能系统与计算重点实验室

异质图是由不同类型节点及边构成的图，可建模现实世界中各种类型对象及其关系。异质图嵌入旨在捕捉图中丰富的属性、结构和语义等信息，学习节点嵌入向量，用于节点分类、链接预测等任务，进而实现用户识别、商品推荐等应用。在异质图... 详细信息

异质图是由不同类型节点及边构成的图，可建模现实世界中各种类型对象及其关系。异质图嵌入旨在捕捉图中丰富的属性、结构和语义等信息，学习节点嵌入向量，用于节点分类、链接预测等任务，进而实现用户识别、商品推荐等应用。在异质图嵌入方法中，元路径通常用来获取节点间的高阶结构和语义信息，然而现有方法忽略了元路径实例中不同类型节点或异质图中不同类型邻居节点的差异，导致信息丢失，进而影响节点嵌入质量。针对上述问题，本文提出基于数据增强的异质图注意力网络 HANDA(Heterogeneous graph Attention Network based on Data Augmentation)，以更好地学习节点嵌入向量。首先，提出基于元路径邻居的边增强。该方法基于元路径获取节点的元路径邻居，用节点及其元路径邻居形成的语义边增强异质图，这些增强边不仅蕴含了节点间的高阶结构和语义，还缓解了异质图的稀疏性。其次，提出融入节点类型注意力的节点嵌入。该方法采用多头注意力从多个角度学习不同直接边邻居及增强边邻居的重要性并在注意力中融入节点的类型信息，进而通过消息传递、直接边邻居及增强边邻居同时获取节点的属性、高阶结构和语义信息，提升了节点嵌入质量。通过在真实数据集上的实验，验证了HANDA模型在节点分类、链接预测任务上的效果优于基准模型。

关键词：异质图嵌入元路径数据增强图神经网络

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融合邻域信息的民间文学知识图谱补全

北京航空航天大学学报 2024年

作者：高方正王笳辉段亮岳昆李忠斌云南大学信息学院云南大学云南省智能系统与计算重点实验室

作为民间文学的知识库，民间文学知识图谱在文本理解和知识服务等方面具有良好的应用前景、受到广泛关注。然而，民间文学作品语言简洁且常用短句，仅阐述民间文学人事物间的部分关系，且知识图谱通常难以包含领域内的所有知识、需对其... 详细信息

作为民间文学的知识库，民间文学知识图谱在文本理解和知识服务等方面具有良好的应用前景、受到广泛关注。然而，民间文学作品语言简洁且常用短句，仅阐述民间文学人事物间的部分关系，且知识图谱通常难以包含领域内的所有知识、需对其进行补全。针对现有知识图谱补全方法未能充分利用民间文学实体的不同邻域信息和关系内部的细粒度语义等问题，提出融合邻域信息的民间文学知识图谱补全模型FolkKGC。首先，设计关系感知注意力门控机制，融合实体邻域信息，获得民间文学实体的有效表示；然后，设计基于交叉邻域相似度的关系学习器对关系的邻域信息进行融合，构建细粒度的民间文学关系表示；最后，对关系表示进行打分，完成知识图谱补全。从民间文学文本构造知识图谱数据集，并对提出的方法进行了对比测试和消融实验，FolkKGC模型的MRR和Hits@n指标均高于现有模型，验证了其有效性。

关键词：民间文学知识图谱知识图谱补全小样本学习邻域信息门控循环单元

射频电场缀饰下铯Rydberg原子的电磁感应透明光谱

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物理学报 2024年第11期73卷 119-125页

作者：韩玉龙刘邦张侃孙金芳孙辉丁冬生安徽信息工程学院通识教育与外国语学院芜湖241003 中国科学技术大学中国科学院量子信息重点实验室合肥230026

采用全红外光激发Rydberg原子的方案,选择探测光(852 nm)、缀饰光(1470 nm)和耦合光(780 nm),利用三光子激发方式实现了Cs原子Rydberg态(49P_(3/2))的制备.实验上,观测到射频电场作用下|7S_(1/2)?→|49P_(3/2)?Rydberg跃迁形成的电磁感... 详细信息

采用全红外光激发Rydberg原子的方案,选择探测光(852 nm)、缀饰光(1470 nm)和耦合光(780 nm),利用三光子激发方式实现了Cs原子Rydberg态(49P_(3/2))的制备.实验上,观测到射频电场作用下|7S_(1/2)?→|49P_(3/2)?Rydberg跃迁形成的电磁感应透明(EIT)效应,实现对Rydberg原子的光学探测,根据EIT光谱的变化来探究射频电场的幅度和频率对光谱的影响.研究表明,随着射频电场幅度的增强,观察到光谱现象从越发明显的ac Stark能移逐步过渡到复杂混合态的多个调制边带,并根据EIT主峰的频移进一步讨论频率对铯泡中电场屏蔽的影响.采用将低频电场调制到射频电场的方式,实现了基于Rydberg原子的50 Hz—1 kHz范围内电场解调,并对解调信号的幅度和频率进行拟合,保真度达到95%.研究结果对Rydberg原子射频光谱探测和低频电场的可溯源测量等提供有价值的参考.

关键词： Rydberg原子电磁感应透明光谱射频电场 ac Stark能移

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纠缠测量提升两比特量子态分辨效率(特邀)

激光与光电子学进展 2024年第3期61卷 281-284页

作者：田博轩侯志博项国勇中国科学技术大学中国科学院量子信息重点实验室安徽合肥230026

在给定错误率下,减小量子态分辨中平均消耗的拷贝数,称为最小消耗量子态分辨。最小消耗量子态分辨可以把节省的资源用于后续量子任务,在量子密码等量子任务中具有重要的应用价值。研究了两比特量子态的最小消耗量子态分辨。理论结果表明... 详细信息

在给定错误率下,减小量子态分辨中平均消耗的拷贝数,称为最小消耗量子态分辨。最小消耗量子态分辨可以把节省的资源用于后续量子任务,在量子密码等量子任务中具有重要的应用价值。研究了两比特量子态的最小消耗量子态分辨。理论结果表明,即使两比特量子态只有经典关联,没有量子纠缠,纠缠测量仍能远超对两个比特分别进行局域测量的效果。实验结果证实,当错误率要求足够小时,纠缠测量实验装置消耗的拷贝数仅为局域测量的1/12,就可满足错误率要求。该研究结果突出了纠缠测量在最小消耗量子态分辨中的作用,显示了量子测量中纠缠的重要意义。

关键词：量子测量量子控制量子分辨量子信息

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一种态制备误差容忍的量子数字签名协议

物理学报 2024年第2期73卷 69-75页

作者：马洛嘉丁华建陈子骐张春辉王琴南京邮电大学量子信息技术研究所南京210003 南京邮电大学宽带无线通信与传感网教育部重点实验室南京210003

量子数字签名(quantum digital signature,QDS)能够以信息论安全保证签名消息的不可伪造性、不可否认性和可转移性,近年来备受关注与研究.其中,利用正交编码方式提出的信息论安全的实用化QDS协议,成为目前QDS研究的主流范式.然而,现有QD... 详细信息

量子数字签名(quantum digital signature,QDS)能够以信息论安全保证签名消息的不可伪造性、不可否认性和可转移性,近年来备受关注与研究.其中,利用正交编码方式提出的信息论安全的实用化QDS协议,成为目前QDS研究的主流范式.然而,现有QDS理论和实验都忽视了态制备过程中由于调制器件的不完美性可能引入调制误差.本文针对此问题提出态制备误差容忍的QDS协议.仿真结果表明,相比原来的QDS协议,本协议对态制备误差具有较好的容忍度,能实现更高的签名率和签名距离.另外,本协议在密钥产生阶段只需要制备3个量子态,降低了实验要求和难度.因此,本协议将对未来QDS的实际应用提供重要的参考价值.

关键词：量子数字签名态制备误差诱骗态

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纠缠测量提升两比特量子态分辨效率

激光与光电子学进展 2024年

作者：田博轩侯志博项国勇中国科学技术大学中国科学院量子信息重点实验室

在给定错误率下，减小量子态分辨中平均消耗的拷贝数，称为最小消耗量子态分辨。最小消耗量子态分辨可以把节省的资源用于后续量子任务，在量子密码等量子任务中具有重要的应用价值。研究了两比特量子态的最小消耗量子态分辨。理论结果... 详细信息

在给定错误率下，减小量子态分辨中平均消耗的拷贝数，称为最小消耗量子态分辨。最小消耗量子态分辨可以把节省的资源用于后续量子任务，在量子密码等量子任务中具有重要的应用价值。研究了两比特量子态的最小消耗量子态分辨。理论结果表明，即使两比特量子态只有经典关联，没有量子纠缠，纠缠测量仍能远超对两个比特分别进行局域测量的效果。实验结果证实，当错误率要求足够小时，纠缠测量实验装置消耗的拷贝数仅为局域测量的1/12，就可满足错误率要求。该研究结果突出了纠缠测量在最小消耗量子态分辨中的作用，显示了量子测量中纠缠的重要意义。

关键词：量子测量量子控制量子分辨量子信息

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纠缠测量提升两比特量子态分辨效率（特邀）

激光与光电子学进展 2024年第3期 301-304页

作者：田博轩侯志博项国勇中国科学技术大学中国科学院量子信息重点实验室

关键词：量子测量量子控制量子分辨量子信息