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高效率时间复用Duan-Lukin-Cirac-Zoller存储方案的实验研究

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物理学报 2024年第18期73卷 16-23页

作者：温亚飞庄园园王志强高士回太原师范学院物理系晋中030619 太原师范学院计算机科学与技术学院晋中030619 太原师范学院计算物理与应用物理研究所晋中030619

大规模广域量子网络的构建需要在量子节点之间进行纠缠交换及量子中继等过程,基于自发拉曼散射过程在冷原子中制备空间复用、时间复用以及多模式复用的光与原子纠缠界面为实现量子中继提供有效技术途径,其中读出效率的高低具有至关重要... 详细信息

大规模广域量子网络的构建需要在量子节点之间进行纠缠交换及量子中继等过程,基于自发拉曼散射过程在冷原子中制备空间复用、时间复用以及多模式复用的光与原子纠缠界面为实现量子中继提供有效技术途径,其中读出效率的高低具有至关重要的作用.通过设计可扩展型脉冲光制备技术及能级的合理选择,本文构建了具有高效率的六路时间复用的光与原子纠缠源.实现纠缠源纠缠产生概率5.83倍的增强,同时读出效率约38%,对应Bell参数约为2.35.本研究成果为长距离量子通信及广域大规模量子网络构建提供有效资源及技术支撑.

关键词：高效率时间复用存储能级跃迁选择脉冲光制备技术

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具有三种否定的模糊推理算法及应用

重庆大学学报 2024年第2期47卷 32-39页

作者：吴晓刚兴义民族师范学院信息技术学院贵州兴义562400 同济大学计算机科学与技术系上海201804

模糊推理中,合成规则推理方法(compositional rule of inference, CRI)与基于贴近度的方法(similarity based approximate reasoning,SAR)都是建立在只有一种否定的经典模糊集上。针对广义模糊集GFScom(generalized fuzzy sets with contradictory, opposite and medium negation)具有三种否定(矛盾否定、对立否定、中介否定)的特点,对模糊推理方法 CRI的蕴含算子作了扩展。提出了具有三种否定的GFScom贴近度定义和公式,得到模糊近似推理的一种新的计算形式GSAR方法,证明了GSAR该方法具有FMP(fuzzy modus ponens)还原性。通过应用实例对比,模糊推理GSAR的新方法不仅克服了CRI方法在建立模糊关系矩阵具有主观性和随意性的不足,而且客观有效地反映了模糊推理中的3种否定信息,丰富了模糊推理的形式。

关键词：广义模糊集三种否定贴近度模糊推理

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面向CPS时空规则验证制导的安全强化学习

计算机科学与探索 2024年

作者：印婵祝义王金永陈小颖郝国生江苏师范大学计算机科学与技术学院徐州工程学院信息工程学院南京大学计算机科学与技术系

深度强化学习是目前信息物理融合系统（Cyber Physical System， CPS）决策中常用的一种方法。然而，当面对未知环境和复杂任务时，基于黑盒的深度强化学习方法在系统的安全性和奖励函数设置的可解释性方面存在不足。针对上述问题，提... 详细信息

深度强化学习是目前信息物理融合系统（Cyber Physical System， CPS）决策中常用的一种方法。然而，当面对未知环境和复杂任务时，基于黑盒的深度强化学习方法在系统的安全性和奖励函数设置的可解释性方面存在不足。针对上述问题，提出了一种形式化时空规则验证制导的安全强化学习方法。首先，提出了时空规则通信顺序进程(Combination-Space Rule Timed Communicating Sequential Process， CSR-TCSP)对系统进行建模，并结合时空规约语言(Spatio-Temporal Speci?cation Language， STSL)和模型检测工具FDR(Failure Divergence Refinement)对进程代数模型进行验证。其次，利用系统环境模型形式化奖励状态机的结构，提出了时空规则奖励状态机(Spatio-Temporal Rule Reward Machine， STR-RM)以指导强化学习中奖励函数的设置。此外，为了监测系统的运行并确保输出决策的安全性，设计了一个监控器及安全动作决策算法以获得更安全的状态行为策略。最后，通过一个自动驾驶系统中的避障与变道超车实例，证明本文所提方法的有效性。

关键词：信息物理融合系统形式化方法进程代数安全强化学习自动驾驶

BWSS:结合可疑集合簇计算极小碰集的Boolean算法

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软件学报 2024年

作者：赵相福黄森魏霞童向荣欧阳丹彤张立明烟台大学计算机与控制工程学院浙江师范大学计算机系吉林大学计算机科学与技术学院

在基于模型的诊断领域中,因为极小冲突集的极小碰集即为待诊断设备的候选诊断,所以计算极小碰集是候选诊断的一个关键步骤.其中,极小碰集是一个NP-hard约束求解问题,随着问题规模增大,求解难度成指数级增长. Boolean算法是计算极小碰集... 详细信息

在基于模型的诊断领域中,因为极小冲突集的极小碰集即为待诊断设备的候选诊断,所以计算极小碰集是候选诊断的一个关键步骤.其中,极小碰集是一个NP-hard约束求解问题,随着问题规模增大,求解难度成指数级增长. Boolean算法是计算极小碰集的经典算法,然在求解过程中,解集的极小化却占据运算的绝大部分时间.为解决该问题并提升计算效率,本文提出了结合可疑集合簇计算极小碰集的BWSS算法,通过深度分析Boolean算法生成树规则,找到使候选解成为超集的集合,在向根节点扩展元素时,如果候选解与可疑集合簇中至少一个集合交集为空,那么该解为极小候选解,否则删除该解,通过递归的策略保证算法结束时产生且仅产生所有极小碰集.除此之外,每个候选解在极小化时,至少存在m(m≥1)个元素甚至整个解无需极小化.理论上, BWSS算法的复杂度要远低于Boolean算法.通过随机数据及大量基准电路数据,实验结果表明本文所提算法与目前最先进的几种算法相比,运行时间减少了几个数量级.

关键词：基于模型诊断极小碰集 Boolean算法候选解冲突集

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基于因果干预的无偏面部动作单元识别

电子学报 2024年

作者：邵志文陈必宽祝汉城周勇姚睿马利庄中国矿业大学计算机科学与技术学院矿山数字化教育部工程研究中心上海交通大学计算机科学与工程系华东师范大学计算机科学与技术学院

面部动作单元（Action Unit,AU）识别是计算机视觉与情感计算领域的热点课题. AU识别属于多标签二分类任务，目前面临着标签不均衡等挑战.现有的主流算法利用AU之间的关联，通过调整采样率和AU的权重来进行标签重均衡化.然而，这些方法... 详细信息

面部动作单元（Action Unit,AU）识别是计算机视觉与情感计算领域的热点课题. AU识别属于多标签二分类任务，目前面临着标签不均衡等挑战.现有的主流算法利用AU之间的关联，通过调整采样率和AU的权重来进行标签重均衡化.然而，这些方法仅仅使模型预测时从偏向出现频率高的标签转为偏向出现频率低的标签，并未解决偏置问题.根据出现频率的高低可将AU划分为头类和尾类，公平对待每一类是实现AU无偏识别的关键.本文引入因果推理理论，提出基于因果干预的无偏化方法（Causal Intervention for Unbiased facial action unit recognition,CIU），以解决多AU间不均衡的问题.通过调整不平衡域和平衡但不可见域上的经验风险实现模型的无偏性.大量实验结果表明，本方法在基准数据集BP4D、DISFA上超越已有的方法，其中在DISFA上超越当前最先进方法1.1%，且可以学习到无偏的特征表示.

关键词：因果推理无偏性面部动作单元识别多标签二分类标签不均衡经验风险

智能反射面辅助的通信系统的用户和速率的优化

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无线电通信技术 2024年

作者：陈素霞张嘉晨张桂杰河南轻工职业学院计算机与艺术设计系波特兰州立大学计算机科学系吉林师范大学计算机科学与技术学院

智能反射面(Intelligent Reflecting Surface， IRS)可有效增强无线通信系统的鲁棒性。然而，信道估计开销是非常大的，并且这些开销随IRS反射元数呈比例增加，这就增加了处理基于多个IRSs辅助通信系统开销问题的难度。为此，提出基于... 详细信息

智能反射面(Intelligent Reflecting Surface， IRS)可有效增强无线通信系统的鲁棒性。然而，信道估计开销是非常大的，并且这些开销随IRS反射元数呈比例增加，这就增加了处理基于多个IRSs辅助通信系统开销问题的难度。为此，提出基于反射控制模型的用户和速率优化(Optimal Sum Rate of User based on Reflection Control Pattern， OSRP)算法。先构建反射控制模型，并根据反射链路的衰减信息，只选择部分IRSs为用户提供反射服务，减少因估计信道状态信息所产生的开销。再依据不完备的信道状态信息，优化波束赋形矩阵和IRS相位，进而提升用户和速率。仿真结果表明，相比于基于完备信道状态信息的用户和速率优化算法，OSRP算法降低算法的复杂度，并提升了用户和速率。

关键词：智能反射面信道状态信息和速率反射控制模型波束赋形

自适应双坐标系的差分进化算法求解混合变量优化问题

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计算机学报 2024年第9期47卷 2116-2140页

作者：周新宇黄君洪彭虎王晖王峰江西师范大学计算机信息工程学院南昌330022 吉林大学计算机科学与技术学院长春130012 九江学院计算机与大数据科学学院江西九江332005 南昌工程学院信息工程学院南昌330022 武汉大学计算机学院武汉430072

如何设计求解混合变量优化问题(Mixed-variable Optimization Problems,MVOPs)的相关算法,是计算机算法设计与分析领域中的一个重要研究方向.该问题的求解难点在于需同时优化连续型和离散型决策变量,目前进化算法(Evolutionary Algorith... 详细信息

如何设计求解混合变量优化问题(Mixed-variable Optimization Problems,MVOPs)的相关算法,是计算机算法设计与分析领域中的一个重要研究方向.该问题的求解难点在于需同时优化连续型和离散型决策变量,目前进化算法(Evolutionary Algorithms,EAs)是求解该问题的一种有效手段.然而,现有的相关EAs忽略了问题变量之间的相关性,导致算法性能还存在一定不足.为此,本文从变量相关性角度出发,提出了一种自适应双坐标系的差分进化算法来求解MVOPs.首先,利用种群的协方差矩阵信息来构建特征坐标系,实现在特征坐标系下执行算法的相关操作,以松弛连续变量与离散变量之间的相关性;其次,为避免种群多样性丢失,仍保留了原坐标系,并设计了一种自适应策略来应用特征坐标系和原坐标系,以发挥双坐标系的优势;最后,为提高离散变量的优化效果,专门设计了一种基于离散变量相关性的局部搜索策略,以增强算法的整体性能.为验证本文方法性能,在一套包含28个测试函数的通用测试集上进行了大量实验,与5种求解MVOPs的知名EAs进行了对比,结果表明本文方法有更好性能.此外,在一个实际MVOP上,即焊接梁设计问题,本文方法能取得目前已知最好解.本文方法为计算机算法设计和分析领域的相关工作提供了新的思路.

关键词：混合变量差分进化变量相关性特征坐标系双坐标系

基于Raman的复方柳安咖注射液主要成分分析

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光散射学报 2024年第2期36卷 122-133页

作者：张川云李伦司民真徐选盼张德清楚雄师范学院光谱应用技术研究所云南楚雄675000

本文应用拉曼光谱技术对复方柳安咖注射液的主要成分及含量进行了分析。首先测试分析了62个复方柳安咖注射液样品的拉曼光谱,结果表明62个注射液样品的拉曼光谱主要由水杨酸钠、安替比林和咖啡因的水溶液拉曼谱带组成;进一步利用密度泛... 详细信息

本文应用拉曼光谱技术对复方柳安咖注射液的主要成分及含量进行了分析。首先测试分析了62个复方柳安咖注射液样品的拉曼光谱,结果表明62个注射液样品的拉曼光谱主要由水杨酸钠、安替比林和咖啡因的水溶液拉曼谱带组成;进一步利用密度泛函理论(DFT)计算了其主要成分的理论拉曼光谱和红外光谱,与实验测定的固体粉末光谱和溶液光谱进行比较分析,进而对复方柳安咖注射液拉曼光谱谱峰的振动模式进行了归属;最后利用水杨酸钠和安替比林浓度梯度溶液拉曼光谱特征峰的峰高和峰面积,分别建立定量分析模型,对62个复方柳安咖注射液样品中主要成分水杨酸钠和安替比林的含量进行预测,并与液相色谱法测试值进行了对比,结果显示预测值与液相色谱法测试值相近,得到了较好的主要成分含量预测结果。研究结果可为复方柳安咖注射液药剂的生产、药品质量的监控、药品光谱分析研究等方面提供参考。

关键词：拉曼光谱复方柳安咖注射液密度泛函理论定量分析

基于轻量化卷积神经网络的疲劳驾驶检测方法研究

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现代计算机 2024年第9期30卷 24-29页

作者：刘鹏宇杨潞霞戴斌太原师范学院计算机科学与技术学院晋中030619 运城学院计算机科学与技术系运城044000

交通安全问题与每个人的生活都密不可分。针对目前流行的检测模型缺乏实时性和准确性的问题,提出一种轻量化检测模型,对目标检测网络YOLOv4进行改进,主干特征提取网络使用MobileNet-V3。为使网络参数大幅度下降,通过采用深度可分离卷积... 详细信息

交通安全问题与每个人的生活都密不可分。针对目前流行的检测模型缺乏实时性和准确性的问题,提出一种轻量化检测模型,对目标检测网络YOLOv4进行改进,主干特征提取网络使用MobileNet-V3。为使网络参数大幅度下降,通过采用深度可分离卷积来进一步减少参数量;通过给加强特征提取网络添加注意力机制,进一步优化检测速率和检测准确率,且利用一种数据增强方式来增加检测准确度。最后提取面部疲劳特征,由PERCLOS判断是否处于疲劳。通过实验得出检测准确率为92.90%,mAP指标为85.75%,参数量减少近95%,单帧检测速度是25.64 ms,可以平衡网络的准确性与实时性。

关键词：轻量化网络疲劳驾驶注意力机制数据增强