量子計算意義精選(九篇)

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第1篇：量子計算意義范文

關(guān)鍵詞：機器人；聯(lián)盟；蟻群算法；量子蟻群算法

中圖分類號：TP311 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2013）15-3596-03

在多機器人系統(tǒng)中，單個機器人個體的資源、能力與智能都是有限的，往往不能獨自完成特定的任務(wù)。為了完成任務(wù)，機器人之間就必須相互協(xié)作，通過結(jié)成聯(lián)盟來提高求解問題的能力[1]。因此聯(lián)盟是多機器人系統(tǒng)的重要合作方式，而機器人聯(lián)盟生成問題（Multi-Robot Coalition Formation）則成為多機器人系統(tǒng)研究中一個關(guān)鍵的基礎(chǔ)性問題，主要研究如何在多機器人系統(tǒng)中動態(tài)生成面向任務(wù)的最優(yōu)機器人聯(lián)盟。從1993年提出聯(lián)盟方法以來，國內(nèi)外學(xué)者對面向任務(wù)的聯(lián)盟生成進行了大量的研究工作，其中智能進化算法由于具有全局尋優(yōu)能力強、收斂速度快等優(yōu)點，在近年來更是被廣泛地應(yīng)用到機器人聯(lián)盟問題的求解中，如蔣建國、夏娜、李杰等[2-4]基于粒子群和蟻群算法、許波等人[5-6]基于量子粒子群算法，這些方法在可接受時間內(nèi)獲得的解的質(zhì)量有所提高，仿真實驗也驗證了智能算法的高效性。

1 機器人聯(lián)盟問題描述

機器人聯(lián)盟C是一組相互合作、能共同完成某一任務(wù)的一個或多個機器人集合。若系統(tǒng)中有n個機器人集合[R={R1，R2，…，Rn}]，則一個聯(lián)盟C就是R的一個非空子集。在多機器人系統(tǒng)中，每個機器人[Ri]都具有一個能力向量[Bi=b1i，b2i，…，bri]， [bji≥0，（1≤i≤n，1≤j≤n）]，用于定量描述[Ri]執(zhí)行某種特定動作的能力大小，若[bji]=0，則表示[Ri]不具備能力[bji]。任務(wù)t具有一定的能力需求[Bt=b1t，b2t，…，brt]。聯(lián)盟C具有一個能力向量[BC=b1C，b2C，…，brC]，BC是聯(lián)盟中所有機器人能力向量的總和，即[BC=Ri∈CBi]，聯(lián)盟C能完成任務(wù)t的必要條件是：[BC≥Bt]。

任何一個聯(lián)盟C都有聯(lián)盟代價CostC、聯(lián)盟收益ProfitC和聯(lián)盟值ValueC，若聯(lián)盟C不能完成任務(wù)，則聯(lián)盟值ValueC為0，否則，ValueC為一正數(shù)，并且隨著ProfitC值的遞增而遞增，隨著CostC的遞增而遞減。因此在本文中我們將聯(lián)盟值定義為：ValueC=ProfitC /CostC（當(dāng)聯(lián)盟C不能完成任務(wù)時，ProfitC=0）。機器人聯(lián)盟問題就是要求出能完成任務(wù)的并擁有最大ValueC值的最優(yōu)聯(lián)盟。

2 量子蟻群算法（QACA）

2.1編碼方式

2.2 量子信息素

量子螞蟻[QAtk]的量子信息素值[Qτtk]的具體表示如下：

[Qτtk=βt112βt122…βt1n2βt212βt222…βt212??βtij2?βtn12βtn12…βtnn2] （2）

通過上面公式可以發(fā)現(xiàn)，量子信息素量直接通過相應(yīng)的量子螞蟻就可獲得，采用這種量子信息素表示方式使得信息素的更新操作變得非常簡單，不需要任何參數(shù)，對于各路徑上信息素的揮發(fā)和增強完全可以通過對量子螞蟻的更新來完成，例如：若螞蟻在機器人 i 上選擇了機器人 j 作為盟友，并成為較優(yōu)的聯(lián)盟組合，則機器人 i 到機器人 j 就是用來更新量子螞蟻的較優(yōu)路徑中的一條邊，通過更新量子螞蟻，會使得其概率幅[βtij]的值增加，從而[βtij2]也增加，即使得機器人 i 到 機器人 j 路徑上的信息素得以增強；反之，該路徑上的信息素會有所揮發(fā)。

2.3 多種群并行搜索及量子交叉

為了避免算法陷入局部最優(yōu)，我們采用多種群并行搜索策略，得到解空間中不同區(qū)域的最優(yōu)值。在進化初期，以各種群最優(yōu)值為進化目標(biāo)引導(dǎo)搜索方向。每進化一定代數(shù)后，比較各種群的最優(yōu)值，保留全局最優(yōu)個體，并以該最優(yōu)個體取代各種群中最差個體。若某種群連續(xù)若干代仍沒有找到更優(yōu)個體時，則利用量子信息的糾纏和干涉特性執(zhí)行一種量子交叉策略，以促進種群內(nèi)部的信息交流，增強種群多樣性。量子交叉的具體做法如下：

2.4 算法流程

求解機器人聯(lián)盟問題的量子蟻群算法（QACA）具體操作步驟如下：

1） 初始化N組量子蟻群；

2） 分別計算各組種群的量子信息素[Qτ（t）=Qτtk，k=1，2，…m]；

3） 構(gòu)建路徑，計算適應(yīng)度；

4） 判斷是否滿足終止條件，若滿足，則算法終止，否則執(zhí)行下一步；

5） 采用量子旋轉(zhuǎn)門[7]更新量子蟻群[QA（t）]；

6） 進化每間隔D代，記錄所有種群中全局最優(yōu)個體，并以全局最優(yōu)個體取代各種群中最差個體。若某種群連續(xù)D代沒有找到更優(yōu)個體，則執(zhí)行量子交叉操作；

7） t=t+1，算法轉(zhuǎn)到（2）繼續(xù)執(zhí)行，直到算法結(jié)束。

3 仿真實驗

為了驗證算法的有效性，將QACA與文獻[3]中基本蟻群算法（BACA）和文獻[8]中的量子遺傳算法（QGA）進行比較。實驗中機器人個數(shù)、能力向量及任務(wù)等相關(guān)參數(shù)選用文獻[5]中給定的實驗數(shù)據(jù)，其它參數(shù)設(shè)定為：種群規(guī)模100，進化代數(shù)1000，[α]=1，[β]=2，D=10。針對給定的聯(lián)盟問題，分別采用QGA、BACA和QACA三種算法進行50次獨立實驗，并記錄下50次實驗中各算法找到的最優(yōu)聯(lián)盟值、最差聯(lián)盟值、平均聯(lián)盟值，及最快搜索到最優(yōu)解的迭代次數(shù)和50次實驗平均搜索到最優(yōu)解的迭代次數(shù)。通過考察這幾個參數(shù)指標(biāo)，可以實現(xiàn)對算法全局尋優(yōu)性能及收斂性能的比較，其對比實驗結(jié)果見表1。

從表1的統(tǒng)計結(jié)果可以看出， QACA算法無論在最好情況、最差情況還是平均情況下都要明顯優(yōu)于QGA和BACA算法。這表明在相同的迭代條件下QACA算法能夠搜索到較高質(zhì)量的解，具有較好的全局尋優(yōu)能力。而通過搜索到最優(yōu)解的迭代次數(shù)，可以表明QACA算法的收斂速度較快，且收斂穩(wěn)定性較高。

4 結(jié)束語

將蟻群算法與量子進化算法思想相結(jié)合，提出了一種求解機器人聯(lián)盟問題的量子蟻群算法（QACA）。算法中根據(jù)量子編碼的多樣性特性，設(shè)計了一種新的信息素表示及更新方式；為了避免搜索陷入局部最優(yōu)，設(shè)計了一種多種群并行搜索和量子交叉策略。最后將QACA與BACA和QGA進行仿真實驗比較，測試結(jié)果也表明了算法具有一定的優(yōu)勢。在QACA基礎(chǔ)上的多任務(wù)聯(lián)盟問題求解將是我們下一步研究工作的重點。

參考文獻：

[1] Lovekech V， Julie A. Multi-robot coalition formation[J]. IEEE Transactions on Robotics， 2006， 22（4）： 637–649.

[2] 蔣建國，張國富，齊美彬，等.基于離散粒子群求解復(fù)雜聯(lián)盟的并行生成[J].電子與信息學(xué)報， 2009， 31（30）： 519-522.

[3] 夏娜，蔣建國，魏星，等.改進型蟻群算法求解單任務(wù)agent聯(lián)盟[J].計算機研究與發(fā)展，2005，42（5） ：734-739.

[4] 李杰，王愛民，于金剛，等.一種非線性動態(tài)自適應(yīng)的Agent聯(lián)盟生產(chǎn)算法[J].小型微型計算機系統(tǒng)， 2012， 33（8）： 1792-1794.

[5] 許波，余建平.基于QPSO 的單任務(wù)Agent 聯(lián)盟形成[J].計算機工程， 2010， 36（19）： 168-170.

[6] 許波，彭志平，余建平，等. 基于量子多目標(biāo)進化算法的多任務(wù)Agent 聯(lián)盟生成[J] .系統(tǒng)工程理論與實踐， 2012， 32（10）： 2254-2261.

第2篇：量子計算意義范文

[關(guān)鍵詞] 車輛路徑問題 蟻群算法 自適應(yīng)策略

一、引言

車輛路徑問題（VRP）是物流研究領(lǐng)域中一個具有十分重要理論和現(xiàn)實意義的問題，該問題可以描述為一個需求點位置已知的物流服務(wù)網(wǎng)絡(luò)的車輛配送問題，其目標(biāo)就是尋找最小費用的車輛配送路線。車輛路徑問題是一個著名的NP 完全問題，只有當(dāng)其規(guī)模較小時，才能求得其精確解。近年來，大量的研究結(jié)果顯示，啟發(fā)式算法在求解大規(guī)模車輛路徑問題時是一種有效的途徑。

蟻群算法（ACO)是由意大利學(xué)者Dorigo等人在20世紀90年代初首先提出來的，它是繼模擬退火算法、遺傳算法、禁忌搜索算法、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等以后的又一種應(yīng)用于組合優(yōu)化問題的啟發(fā)式搜索算法。比較有代表性的研究有，M.Dorigo等人使用蟻群算法解決TSP問題，然后進一步把它們的方法擴展到了解決不均衡的TSP、QAP和job-shop調(diào)度問題中；為了克服在Ant-Q中可能出現(xiàn)的停滯現(xiàn)象，Stützle,T.等人提出了MAX-MIN蟻群算法，稱作MMAS，該算法為了避免算法過早收斂非全局最優(yōu)解，將各路經(jīng)的信息素濃度限制在[τmin,τmax]之間，各路徑初始信息素初值設(shè)為最大值τmax，并且一次循環(huán)后只增加路徑最短的螞蟻經(jīng)過路徑的信息素；吳慶洪等人提出了具有變異特征的蟻群算法，在基本蟻群算法中引入變異機制，充分利用了2-交換法簡潔高效的特點；姚寶珍[4]提出了一種自適應(yīng)的蟻群算法，該算法可以根據(jù)搜索的階段調(diào)整參數(shù);陳等人提出了一種基于分布均勻度的自適應(yīng)蟻群算法，該算法根據(jù)優(yōu)化過程中解的分布均勻度，自適應(yīng)地調(diào)整路徑選擇概率的確定策略和信息量更新策略。蟻群算法作為一種新的啟發(fā)式算法已經(jīng)成功地應(yīng)用到了許多領(lǐng)域，在車輛路徑問題也有很多學(xué)者進行了大量的研究，主要有文獻等。本文采用了一種自適應(yīng)的蟻群算法（AACO）來求解車輛路徑問題，并通過一個實例對該算法進行了檢驗。

二、問題描述

一個典型車輛路徑問題可以描述為：設(shè)配送中心有M輛車，需要對N個顧客進行服務(wù)，每個客戶的需求量為qi(i=1,2,…,N)，每輛車的最大載重量為V。設(shè)結(jié)點集合為C(c0,c1,c2,…,cN)，其中c0代表配送中心，而其它的N點代表N個顧客；fij表示客戶i到客戶j的阻抗或成本，其可以表示時間、行駛里程或其它費用等，定義變量如下：

三、自適應(yīng)的蟻群算法

1.自適應(yīng)轉(zhuǎn)移規(guī)則

螞蟻運動過程中會優(yōu)先選擇含“信息素”濃度較大的路徑。但是蟻群在搜索過程中，為了使蟻群算法能夠得到全局最優(yōu)解就必須在搜索過程中保持很強的隨機性，而蟻群算法的收斂又要求一定的確定性，轉(zhuǎn)移規(guī)則必須解決的就是尋找二者的平衡點。轉(zhuǎn)移規(guī)則決定了算法的執(zhí)行效率，當(dāng)源問題確定后，信息素強度（信息素更新策略中確定）和期望度（根據(jù)源問題相關(guān)的貪婪式算法得到）也基本確定，因此如何確定兩個啟發(fā)式因子（α和β）則非常重要。通常兩個參數(shù)是通過仿真來確定，大多數(shù)研究中采用的是固定值，這樣就忽略了蟻群在進化過程中，信息素和期望度的相對重要程度。比如在進化的最初，系統(tǒng)還沒有信息素存在，這時，對于螞蟻的運動來說，期望信息更加重要，也就是說，確定性信息占主導(dǎo)地位；而隨著信息素更新，螞蟻的運動將逐漸重視路徑中的信息素強度，也就是蟻群在系統(tǒng)中的累積信息。基于此，我們設(shè)計了一種自適應(yīng)的轉(zhuǎn)移規(guī)則，對于第i點的第k只螞蟻來說，它選擇下一點j的概率如下：

這里τij是 (i,j)邊信息素的強度；ηij是(i,j)邊的能見度；α和β分別是信息啟發(fā)式因子和能見度啟發(fā)式因子。α的大小反映了蟻群在路徑搜索中隨機性因素作用的強度，β的大小則反映了蟻群在路徑搜索中確定性因素作用的強度；tabuk是禁忌集合（在TSP問題中已經(jīng)經(jīng)過的點就被認為是不可行點）；t是進化代數(shù)；T是預(yù)設(shè)的最大進化代數(shù)，這里設(shè)T=400；[ ]是取整符號。

2.自適應(yīng)信息素更新策略

信息素為螞蟻之間提供了間接的通信手段，也就是說，螞蟻可以通過感知信息素濃度來完成彼此間的通信。螞蟻依據(jù)轉(zhuǎn)移規(guī)則沿著不同的點游歷，直至構(gòu)成了一個源問題的解決方案。每次循環(huán)后，在每條邊上的信息素濃度將依據(jù)更新策略更新。

其中，ρ是信息素殘留系數(shù)，這里ρ=0.8; 是第k只螞蟻在當(dāng)前循環(huán)中在(i,j)邊上的信息素增量，p是蟻群的規(guī)模，在現(xiàn)實的蟻群系統(tǒng)中，較短路徑上的信息素濃度更高；相似的，在蟻群算法中，與最優(yōu)方案更接近的路徑中獲得的信息素越多，使其在下一循環(huán)中更有吸引力。

在整個進化過程中均采用這種靜態(tài)的更新策略可能會使算法陷入局部最優(yōu)。比如某條局部最優(yōu)路徑上存在信息素增量，而且隨著進化的深入，信息素增量會越來越大，而如果最佳路徑還未被走過，其上的信息素只有蒸發(fā)項而變得越來越小，在下次搜索被選擇的概率較小，這樣就會使局部的最優(yōu)路徑很快就占據(jù)了統(tǒng)治地位，使算法陷入局部最優(yōu)。雖然max-min系統(tǒng)一定程度上控制了陷入局部最優(yōu)的可能性，但是更新策略仍然是一個問題。為此，我們提出了一種自適應(yīng)的信息素更新策略，就是在進化的最初，我們采用了較大的信息素增量，而當(dāng)進化的一定程度后，減小了信息素增量，使算法可以進行詳細的局部搜索，具體公式如下：

其中，Q是一個常數(shù)，這里設(shè)Q=1000。

四、實例研究

為了驗證自適應(yīng)蟻群算法的有效性，本文采用蕪湖市的數(shù)據(jù)對該算法進行了檢驗。蕪湖市的人口數(shù)量大約為222萬人，面積為3,317平方公里，其道路網(wǎng)的長度為1,622公里。本文選取是由1個配送中心服務(wù)22個客戶（大型購物中心）的實例。

本節(jié)假設(shè)所有中心的車隊都由容量為1的均一車型組成，并將每個客戶的需求都按比例縮放到[0,1]（圖1）。然后使用Visual C++.Net 2003實現(xiàn)該算法，同時運行在由8臺計算機（512M內(nèi)存、3000MHZ處理器）組成的集群環(huán)境。為了評價自適應(yīng)蟻群算法（AACO）的性能，本文將該方法與傳統(tǒng)的蟻群算法（ACO）以及MMAS[2]，在同樣參數(shù)下三種方法運行10次，圖2和圖3分別顯示的是三種算法的計算結(jié)果和運行時間。

我們可以發(fā)現(xiàn)三種算法的優(yōu)化質(zhì)量和計算時間上存在差異，AACO在優(yōu)化質(zhì)量和計算時間上是三者中最好的，而MMAS的優(yōu)化質(zhì)量略優(yōu)于ACO的優(yōu)化質(zhì)量，這是因為MMAS將各路徑的信息素濃度限制在[τmin , τmax ]之間，各路徑初始信息素初值設(shè)為最大值τmax，并且一次循環(huán)后只增加路徑最短的螞蟻經(jīng)過路徑的信息素，從而避免算法過早收斂非全局最優(yōu)解。而自適應(yīng)策略可以根據(jù)搜索的不同階段自適應(yīng)調(diào)整參數(shù)，擴大搜索空間，從而提高算法的優(yōu)化質(zhì)量，同時可以明顯的加快算法的收斂速度。實驗結(jié)果顯示，本文提出的自適應(yīng)蟻群算法可以明顯地改進傳統(tǒng)的蟻群算法。

五、結(jié)論

車輛路徑問題是物流分配研究的一個重要問題。由于車輛的裝載能力不同，本文建立了同時考慮可變成本和車輛的固定成本的物流配送模型。考慮物流配送問題是在眾多顧客中尋找最短路徑，是NP-hard問題。本文采用了自適應(yīng)的蟻群算法。最后，利用蕪湖市的數(shù)據(jù)對該方法進行檢驗，結(jié)果表明此方案提高了解的質(zhì)量并節(jié)約求解的運行時間。

參考文獻:

[1]Dorigo, M., Maniezzo, V., Colorni, A.,( 1996); The Ant System: Optimization by a Colony of Cooperating Agents, IEEE Transactions on Systems, Mans, and Cybernetics 1 (26), p.29～41

[2]吳慶洪張紀會徐心和:具有變異特征的蟻群算法.計算機研究與發(fā)展，36(10):1240～1245(1999)

第3篇：量子計算意義范文

關(guān)鍵詞：流動分析儀；紫外光度計；水質(zhì)；亞硝酸鹽

中圖分類號：X832 文獻標(biāo)識碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20170533026

養(yǎng)殖水質(zhì)中亞硝酸鹽含量的高低將決定著養(yǎng)殖水質(zhì)的好壞，影響著養(yǎng)殖水產(chǎn)品的產(chǎn)量；一些長期貯存的飲用水中亞硝酸酸鹽含量超標(biāo)，人一旦長期飲用會影響人體健康，甚至有致癌的風(fēng)險；在食品生產(chǎn)中亞硝酸鹽作為一種著色劑和防腐劑使用，少則無害多存隱患。在人類生活水平得到提高的前提下，人類越來越關(guān)注健康，越來越來關(guān)注水質(zhì)的質(zhì)量，越來越關(guān)注食品安全，亞硝酸鹽是水質(zhì)監(jiān)測與食品添加劑中常測指標(biāo)之一。測定亞硝酸鹽的方法主要有分光光度法、熒光法、離子色譜法、液相色譜法、流動注射法、共振散射光譜法、電化學(xué)法、化學(xué)發(fā)光法等[1]。在生活節(jié)奏越來越快的當(dāng)下，亞硝酸鹽含量檢測的高效性與準(zhǔn)確性成為檢測行業(yè)追求的新態(tài)勢。本文就測試水中亞硝酸鹽含量的眾多方法中選用的流動分析儀與紫外分光光度計兩臺儀器的測試情況進行了比較與分析。

1 方法與儀器

1.1 方法原理

《水質(zhì) 亞硝酸鹽氮的測定 分光光度法》 在磷酸介質(zhì)中，pH值為1.8時，試份中的亞硝酸根離子與4-氨基苯磺酰胺反應(yīng)生成重氮鹽，再與鹽酸萘乙二胺偶聯(lián)生成紅色染料，540nm波長測定吸光度[2]。

《亞硝酸鹽的測定-流動分析法》在酸性介質(zhì)中，亞硝酸鹽與磺胺發(fā)生重氮化反應(yīng)，其產(chǎn)物再與鹽酸萘乙二胺偶合生成紅色偶氮染料，于550波長測定[3]。

1.2 儀器與工作參數(shù)

連續(xù)流動分析儀Futura（法國ALLIANCE公司），測量波長540nm，參比波長660nm，分析速率40樣/h，取樣時間45s，尋峰時間15～65s，清洗時間45s，顯色劑進樣管0.76mm，水樣進樣管內(nèi)徑1.85mm。

紫外分光光度計Cary 100 Conc（美國VARIAN公司），測量波長540nm，光程10mm比色皿。

2 試劑與前處理

2.1 試劑

亞硝酸鹽標(biāo)準(zhǔn)溶液：100mg/L，購于中國計量科學(xué)研究院，證書號GBW（E）080223。亞硝酸鹽環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)樣品：0.151±0.008 mg/L，購于環(huán)境保護部標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)研究所，證書號：200633。其它試劑選用至少分析純級別，水質(zhì)符合測試分析的2類水質(zhì)。

2.1.1 流動分析儀測試標(biāo)準(zhǔn)曲線的配制

取1.00mL亞硝酸鹽標(biāo)準(zhǔn)溶液（100mg/L）于100.0mL容量瓶，用超純水定容至刻度線，濃度為1000?g/L，用流動分析儀自備稀釋器分別稀釋成0、5.00、10.00、25.00、50.00、100.0、150.0、200.0?g/L，共8個濃度點進行測試標(biāo)準(zhǔn)曲線。

2.1.2 紫外分光光度法測試標(biāo)準(zhǔn)曲線的配制

分別移取0、1.00、3.00、5.00、7.00、10.00mL（濃度為1000?g/L的亞硝酸鹽標(biāo)準(zhǔn)中間液）至50mL比色管，用水稀釋至標(biāo)線，配制濃度分別為0、20.00、60.00、100.0、140.0、200.0?g/L，共6個濃度點，再分別加入1.0mL顯色劑，密塞，搖勻靜置，2h內(nèi)用紫外分光光度計測試標(biāo)準(zhǔn)曲線。

2.2 樣品前處理 水質(zhì)均經(jīng)過0.45um濾膜過濾后測定

2.2.1 流動分析儀測試所需的水量

待測水樣樣量

2.2.2 紫外分光光度計測試所需的水量

待測水樣約量50mL左右，選用傳統(tǒng)的抽空泵進行抽濾水樣，達到50mL水樣量為待測樣品。

2.3 實驗步驟

2.3.1 流動分析儀測試過程

配制好顯色劑，調(diào)試儀器至最佳工作狀態(tài)，開始泵入顯色劑，待試劑基線穩(wěn)定后，調(diào)節(jié)基線和增益，標(biāo)準(zhǔn)溶液及待測水樣置于自動取樣器固定架中，再次等待基線穩(wěn)定后進行標(biāo)準(zhǔn)曲線與待測樣品的測試。

2.3.2 紫外分光光度計測試過程

測試時取50.0mL各待測水樣，分別手動加入1.0mL顯色劑，密塞，搖勻靜置，2h內(nèi)于540nm最大吸光度波長處，用光程長10mm的比色皿，用水做參比測定樣品濃度。

3 結(jié)果與討論

3.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線、線性及范圍

分別用流動分析儀與紫外分光光度計測試亞硝酸鹽0～200?g/L濃度點的標(biāo)準(zhǔn)曲線，測試情況如表1，流動分析儀與紫外分光光度計測試標(biāo)準(zhǔn)曲線的范圍均在0～200?g/L之間，線性相關(guān)系數(shù)均大于0.997，檢出限均較低。

3.2 測試精密度與準(zhǔn)確度

分別用流動分析儀與紫外分光光度計測試水質(zhì)樣品與編號200633（GSBZ5006-88）的環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)樣品各7次，精密度與準(zhǔn)確度如表2，對同一水樣的測試標(biāo)準(zhǔn)偏差范圍在1.1%～6.9%之間，測試環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)樣品的濃度值在0.151±0.008 mg/L范圍，均符合證書要求。

3.3 樣品的加標(biāo)回收率

在待測水樣中加入低、中、高的亞硝酸鹽標(biāo)準(zhǔn)溶液，按上述處理方法分別用兩臺儀器進行測試，測試結(jié)果如表3，加標(biāo)回收率在92.0%～102.0%之間，均達到方法要求。

4 結(jié)論

用流動分析儀與紫外分光光度2臺不同的儀器對相同水樣進行測試可知：標(biāo)準(zhǔn)曲線、線性相關(guān)系數(shù)、方法檢出限均接近達到相關(guān)規(guī)定；2臺儀器測試樣品的精密度、準(zhǔn)確度、加標(biāo)回收率均能達到方法要求；但流動分析儀測試樣品的前處理較簡便與快速、測試時自動化程度高、分析速度快、消耗的待測樣量少、測試后產(chǎn)生的廢液少等優(yōu)勢，故流動分析x是水質(zhì)亞硝酸鹽測試的理想測試儀器之選，值得推廣與普遍使用。

參考文獻

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第4篇：量子計算意義范文

（一）在建筑材料方面的應(yīng)用

水泥是重要的建筑材料之一。1993年，計算量子化學(xué)開始廣泛地應(yīng)用于許多水泥熟料礦物和水化產(chǎn)物體系的研究中，解決了很多實際問題。

鈣礬石相是許多水泥品種的主要水化產(chǎn)物相之一，它對水泥石的強度起著關(guān)鍵作用。程新等[1,2]在假設(shè)材料的力學(xué)強度決定于化學(xué)鍵強度的前提下，研究了幾種鈣礬石相力學(xué)強度的大小差異。計算發(fā)現(xiàn)，含Ca鈣礬石、含Ba鈣礬石和含Sr鈣礬石的Al-O鍵級基本一致，而含Sr鈣礬石、含Ba鈣礬石中的Sr，Ba原子鍵級與Sr-O，Ba-O共價鍵級都分別大于含Ca鈣礬石中的Ca原子鍵級和Ca-O共價鍵級，由此認為，含Sr、Ba硫鋁酸鹽的膠凝強度高于硫鋁酸鈣的膠凝強度[3]。

將量子化學(xué)理論與方法引入水泥化學(xué)領(lǐng)域，是一門前景廣闊的研究課題，它將有助于人們直接將分子的微觀結(jié)構(gòu)與宏觀性能聯(lián)系起來，也為水泥材料的設(shè)計提供了一條新的途徑[3]。

（二）在金屬及合金材料方面的應(yīng)用

過渡金屬(Fe、Co、Ni)中氫雜質(zhì)的超精細場和電子結(jié)構(gòu)，通過量子化學(xué)計算表明，含有雜質(zhì)石原子的磁矩要降低，這與實驗結(jié)果非常一致。閔新民等[4]通過量子化學(xué)方法研究了鑭系三氟化物。結(jié)果表明，在LnF3中Ln原子軌道參與成鍵的次序是：d＞f＞p＞s，其結(jié)合能計算值與實驗值定性趨勢一致。此方法還廣泛用于金屬氧化物固體的電子結(jié)構(gòu)及光譜的計算[5]。再比如說，NbO2是一個在810℃具有相變的物質(zhì)(由金紅石型變成四方體心)，其高溫相的NbO2的電子結(jié)構(gòu)和光譜也是通過量子化學(xué)方法進行的計算和討論，并通過計算指出它和低溫NbO2及其等電子化合物VO2在性質(zhì)方面存在的差異[6]。

量子化學(xué)方法因其精確度高，計算機時少而廣泛應(yīng)用于材料科學(xué)中，并取得了許多有意義的結(jié)果。隨著量子化學(xué)方法的不斷完善，同時由于電子計算機的飛速發(fā)展和普及，量子化學(xué)在材料科學(xué)中的應(yīng)用范圍將不斷得到拓展，將為材料科學(xué)的發(fā)展提供一條非常有意義的途徑[5]。

二、在能源研究中的應(yīng)用

（一）在煤裂解的反應(yīng)機理和動力學(xué)性質(zhì)方面的應(yīng)用

煤是重要的能源之一。近年來隨著量子化學(xué)理論的發(fā)展和量子化學(xué)計算方法以及計算技術(shù)的進步，量子化學(xué)方法對于深入探索煤的結(jié)構(gòu)和反應(yīng)性之間的關(guān)系成為可能。

量子化學(xué)計算在研究煤的模型分子裂解反應(yīng)機理和預(yù)測反應(yīng)方向方面有許多成功的例子,如低級芳香烴作為碳/碳復(fù)合材料碳前驅(qū)體熱解機理方面的研究已經(jīng)取得了比較明確的研究結(jié)果。由化學(xué)知識對所研究的低級芳香烴設(shè)想可能的自由基裂解路徑，由Guassian98程序中的半經(jīng)驗方法UAM1、在UHF/3-21G*水平的從頭計算方法和考慮了電子相關(guān)效應(yīng)的密度泛函UB3LYP/3-21G*方法對設(shè)計路徑的熱力學(xué)和動力學(xué)進行了計算。由理論計算方法所得到的主反應(yīng)路徑、熱力學(xué)變量和表觀活化能等結(jié)果與實驗數(shù)據(jù)對比有較好的一致性，對煤熱解的量子化學(xué)基礎(chǔ)的研究有重要意義[7]。

（二）在鋰離子電池研究中的應(yīng)用

鋰離子二次電池因為具有電容量大、工作電壓高、循環(huán)壽命長、安全可靠、無記憶效應(yīng)、重量輕等優(yōu)點，被人們稱之為“最有前途的化學(xué)電源”，被廣泛應(yīng)用于便攜式電器等小型設(shè)備，并已開始向電動汽車、軍用潛水艇、飛機、航空等領(lǐng)域發(fā)展。

鋰離子電池又稱搖椅型電池，電池的工作過程實際上是Li+離子在正負兩電極之間來回嵌入和脫嵌的過程。因此，深入鋰的嵌入-脫嵌機理對進一步改善鋰離子電池的性能至關(guān)重要。Ago等[8]用半經(jīng)驗分子軌道法以C32H14作為模型碳結(jié)構(gòu)研究了鋰原子在碳層間的插入反應(yīng)。認為鋰最有可能摻雜在碳環(huán)中心的上方位置。Ago等[9]用abinitio分子軌道法對摻鋰的芳香族碳化合物的研究表明，隨著鋰含量的增加，鋰的離子性減少，預(yù)示在較高的摻鋰狀態(tài)下有可能存在一種Li-C和具有共價性的Li-Li的混合物。Satoru等[10]用分子軌道計算法，對低結(jié)晶度的炭素材料的摻鋰反應(yīng)進行了研究，研究表明，鋰優(yōu)先插入到石墨層間反應(yīng)，然后摻雜在石墨層中不同部位里[11]。

隨著人們對材料晶體結(jié)構(gòu)的進一步認識和計算機水平的更高發(fā)展，相信量子化學(xué)原理在鋰離子電池中的應(yīng)用領(lǐng)域會更廣泛、更深入、更具指導(dǎo)性。

三、在生物大分子體系研究中的應(yīng)用

生物大分子體系的量子化學(xué)計算一直是一個具有挑戰(zhàn)性的研究領(lǐng)域，尤其是生物大分子體系的理論研究具有重要意義。由于量子化學(xué)可以在分子、電子水平上對體系進行精細的理論研究，是其它理論研究方法所難以替代的。因此要深入理解有關(guān)酶的催化作用、基因的復(fù)制與突變、藥物與受體之間的識別與結(jié)合過程及作用方式等，都很有必要運用量子化學(xué)的方法對這些生物大分子體系進行研究。毫無疑問，這種研究可以幫助人們有目的地調(diào)控酶的催化作用,甚至可以有目的地修飾酶的結(jié)構(gòu)、設(shè)計并合成人工酶；可以揭示遺傳與變異的奧秘,進而調(diào)控基因的復(fù)制與突變，使之造福于人類；可以根據(jù)藥物與受體的結(jié)合過程和作用特點設(shè)計高效低毒的新藥等等，可見運用量子化學(xué)的手段來研究生命現(xiàn)象是十分有意義的。

綜上所述，我們可以看出在材料、能源以及生物大分子體系研究中，量子化學(xué)發(fā)揮了重要的作用。在近十幾年來，由于電子計算機的飛速發(fā)展和普及，量子化學(xué)計算變得更加迅速和方便?？梢灶A(yù)言，在不久的將來，量子化學(xué)將在更廣泛的領(lǐng)域發(fā)揮更加重要的作用。

參考文獻：

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第5篇：量子計算意義范文

8月16日1時40分，我國在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心用二號丁運載火箭成功將世界首顆量子科學(xué)實驗衛(wèi)星“墨子號”發(fā)射升空。

量子科學(xué)，對絕大多數(shù)人來說十分高冷。但當(dāng)它與信息技術(shù)相連，就與我們每個人息息相關(guān)。當(dāng)今社會，信息的海量傳播背后也充斥著信息泄露的風(fēng)險。而量子科學(xué)則為信息安全提供了“終極武器”。

量子衛(wèi)星首席科學(xué)家、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授、中科院量子信息與量子科技前沿卓越創(chuàng)新中心主任潘建偉院士介紹，量子通信的安全性基于量子物理基本原理，單光子的不可分割性和量子態(tài)的不可復(fù)制性保證了信息的不可竊聽和不可破解，從原理上確保身份認證、傳輸加密以及數(shù)字簽名等的無條件安全，可從根本上、永久性解決信息安全問題。

那么，量子衛(wèi)星具體將會在哪些方面給我們的生活帶來影響呢？“瞬間移動”、“信息絕密”真的可以實現(xiàn)嗎？潘建偉院士將對這些問題進行一一解答。

問題1：量子究竟是什么？

量子是構(gòu)成物質(zhì)的基本單元，是能量的最基本攜帶者，不可再分割。比如，光子是光能量的最小單元，不存在“半個光子”，同理，也不存在“半個氫原子”“半個水分子”等等。量子世界中有兩個基本原理：

――量子疊加，就是指一個量子系統(tǒng)可以處在不同量子態(tài)的疊加態(tài)上。著名的“薛定諤的貓”理論曾經(jīng)形象地表述為“一只貓可以同時既是活的又是死的”。

――量子糾纏，類似孫悟空和他的分身，二者無論距離多遠都“心有靈犀”。當(dāng)兩個微觀粒子處于糾纏態(tài)，不論分離多遠，對其中一個粒子的量子態(tài)做任何改變，另一個會立刻感受到，并做相應(yīng)改變。

問題2：世界上真有“絕對安全”的通信嗎？

這得先說說通信中信息是如何被竊取的。傳統(tǒng)光通信是通過光的強弱變化傳輸信息。從中分出一丁點光并不影響其他光繼續(xù)傳輸信息，測量這一丁點光原理上就能竊取信息。

量子通信則完全不同！竊聽者如果想攔截量子信號，并對其進行測量，將不可避免地破壞攜帶密鑰信息的量子態(tài)。根據(jù)量子“測不準(zhǔn)定理”，這種破壞必然會被信息發(fā)送者和接收者所發(fā)現(xiàn)。

是否可以不破壞傳輸?shù)牧孔討B(tài)，只截取并復(fù)制，再繼續(xù)發(fā)送？這已被“量子不可克隆定理”完全排除，于是也就保證了量子通信的絕對安全。

問題3：量子科學(xué)和技術(shù)究竟將帶來一個怎樣的未來？

量子科學(xué)和技術(shù)其實已經(jīng)在方方面面影響著我們的日常生活。我們目前正在廣為使用的計算機、手機、互聯(lián)網(wǎng)、時間標(biāo)準(zhǔn)和導(dǎo)航，包括醫(yī)院里的磁共振成像等等，無一不得益于量子科學(xué)和技術(shù)。

用發(fā)展的眼光看，隨著微納加工、超冷原子量子調(diào)控等技術(shù)的不斷進步，人類將能夠制備出越來越復(fù)雜、功能越來越強大的各種人造量子系統(tǒng)，例如包括量子計算機芯片在內(nèi)的各種量子電路，其功能和信息處理能力將遠遠超過我們目前正在使用的經(jīng)典芯片，并且更加節(jié)能；再如可望制備出達到量子極限的能量收集和轉(zhuǎn)換器件，將引發(fā)能源變革；也有望大幅提升對時間、位置、重力等物理量超高精度的測量，不僅實現(xiàn)超高精度的潛艇定位、醫(yī)學(xué)檢測等，也將加深對物理學(xué)基本原理的認識。

總之，量子科學(xué)和技術(shù)的廣泛應(yīng)用最終將把人類社會帶入到量子時代，實現(xiàn)更高的工作效率、更安全的數(shù)據(jù)通信，以及更方便和更綠色的生活方式。

問題4：量子技術(shù)什么時候才能“飛入尋常百姓家”？

量子通信目前已經(jīng)實現(xiàn)在金融、政務(wù)系統(tǒng)等中的使用。要讓每個人都用上，樂觀的話需要10到15年。這需要對網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施進行改造，還涉及到標(biāo)準(zhǔn)制定。到時候，個人的網(wǎng)上銀行、手機支付、信用卡等就再也不怕被盜號，“棱鏡門”那樣的泄密事件也不會發(fā)生了。

而量子計算目前仍然處于基礎(chǔ)研究的階段，前進道路上還面臨著巨大的挑戰(zhàn)，不知道在二三十年的時間內(nèi)能否實現(xiàn)初步應(yīng)用。一旦取得進展，其意義將是極其重大的。這需要一個過程，依賴于量子通信網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，應(yīng)用成本也會逐漸下降。

問題5：“量子態(tài)隱形傳輸”意味著能實現(xiàn)《星際迷航》里的瞬間移動嗎？

“量子態(tài)隱形傳輸”是基于量子疊加和量子糾纏的特性，使甲地某一粒子的未知量子態(tài)，可以在乙地的另一粒子上還原出來。其實傳輸?shù)氖橇Ｗ拥牧孔討B(tài)，而不是粒子本身。這種狀態(tài)傳送的速度上限仍然是光速，也不是“瞬間移動”。

現(xiàn)在，在光子、原子等層面已經(jīng)實現(xiàn)了量子態(tài)隱形傳輸。電影里“大變活人”在原理上是允許的，但目前還遠遠做不到。因為科幻電影里人的傳送，不僅需要把人的實體部分的大量原子、分子傳送，并且嚴格按照原來的相對位置重新排列起來，更何況重現(xiàn)意識和記憶就更復(fù)雜了。

不過，隨著科學(xué)的發(fā)展和技術(shù)的進步，也許未來我們還是可以實現(xiàn)人的量子態(tài)隱形傳輸，到那時星際旅行就不是夢啦。

第6篇：量子計算意義范文

關(guān)鍵詞：量子糾纏；特征關(guān)聯(lián)；認識論；波函數(shù)

量子信息研究領(lǐng)域在近幾年發(fā)展迅速，并獲得了諸多突破，推動著計算機和信息通信領(lǐng)域的發(fā)展，有非常樂觀的應(yīng)用前景。不同于經(jīng)典的信息處理方式，量子信息處理利用了粒子的量子力學(xué)特性。而量子糾纏理論被認為量子信息處理的重要理論，是區(qū)別于經(jīng)典力學(xué)的本質(zhì)特性[1]。深入認識和理解量子糾纏的構(gòu)建機制，能夠為量子信息領(lǐng)域的理論和技術(shù)研究提供全新的思路，為科技哲學(xué)的認識論帶來深層次的理論依據(jù)，為信息思維、能力思維、物質(zhì)思維和客觀世界的復(fù)雜性思維提供系統(tǒng)的認識方法。

一、量子糾纏的構(gòu)建

按照量子糾纏的定義[2]，如果復(fù)合系統(tǒng)的純態(tài)不能寫成子系統(tǒng)純態(tài)的直積，即，那么這個態(tài)為糾纏態(tài)，即

式中，表示子系統(tǒng)的基本屬性簇；由n個微觀粒子子系統(tǒng)組成復(fù)合純態(tài)系統(tǒng)

，

其中，為希爾伯特空間的直積態(tài)或非糾纏，假設(shè)存在

，，…，

使得不成立，那么就稱這n個微觀粒子之間糾纏。

如果存在n個不同的態(tài)，當(dāng)tt0時，假設(shè)這些態(tài)之間發(fā)生相互作用，形成更大的復(fù)合系統(tǒng)Hi，Hi =H1H2×…Hn，這一系統(tǒng)的狀態(tài)特征可用波函數(shù)表征。若無法將獨立的狀態(tài)特征分立出來，那么該表征僅僅是描述復(fù)合系統(tǒng)的特征概率。這意味著，若發(fā)生糾纏態(tài)，則至少存在不少于兩個的量子態(tài)的疊加，構(gòu)成一個復(fù)合的整體。這種量子糾纏理論說明，發(fā)生相互糾纏的量子態(tài)之間存在特定的關(guān)聯(lián)作用，當(dāng)對某一實在進行操作時，與其發(fā)生糾纏的其他實在的特征也會發(fā)生變化[3]。這種糾纏關(guān)聯(lián)關(guān)系不僅呈現(xiàn)某一實在的固有屬性，并且描述了糾纏關(guān)聯(lián)的復(fù)合系統(tǒng)的整體特征。

物質(zhì)實在的本體具有特殊性的物理屬性，物質(zhì)本體固有屬性的認知過程與物理本體有一定區(qū)別。對于微觀物質(zhì)來說，它除了擁有宏觀物質(zhì)的基本特性以外，還具有波動性特征，構(gòu)成微觀物質(zhì)的雙重屬性。量子力學(xué)中的波函數(shù)公設(shè)認為：“一個微觀粒子的狀態(tài)可以用波函數(shù)來完全描述”[4]。從認識論來看，微觀粒子的波函數(shù)具有兩個維度的涵義：第一，波函數(shù)包含了微觀粒子的全部狀態(tài)特征信息，操作波函數(shù)的過程就是對微觀粒子的現(xiàn)有狀態(tài)和固有屬性的認識過程；第二，操作波函數(shù)時，不同波函數(shù)所表征出來的特性有所區(qū)別，只有對波函數(shù)進行多次操作，才能得到微觀粒子的全部特征。

大量的實驗研究表明，任何實在本體都具備兩種基本屬性：本體客觀存在的直接屬性和基于或然存在的間接屬性[5]。這兩種基本屬性共同構(gòu)成實在本體的特征，可通過波函數(shù)進行表述。同樣地，復(fù)合系統(tǒng)通過糾纏關(guān)聯(lián)建立系統(tǒng)的整體特征，用復(fù)合系統(tǒng)的波函數(shù)來描述。對于完全獨立的多個實在本體所組成的復(fù)合系統(tǒng)，可以通過波函數(shù)來表征每個實在的屬性。當(dāng)對復(fù)合系統(tǒng)進行某種操作后，系統(tǒng)不能將每個實在的屬性孤立地表征出來，此時復(fù)合系統(tǒng)的整體特征通過糾纏的實在間的關(guān)聯(lián)作用來表征。對糾纏系統(tǒng)某個子系統(tǒng)的操作會使得其他子系統(tǒng)的特征發(fā)生變化，表明量子糾纏是一個由本體屬性過渡到整體特征的認識過程。

二、量子糾纏的特征關(guān)聯(lián)

量子信息理論的本質(zhì)屬于哲學(xué)范疇[6]，對量子糾纏的認識，不光要對實在本體產(chǎn)生全新的認識，也要對實在個體到整體關(guān)聯(lián)運用新的研究思路。

量子糾纏的關(guān)聯(lián)特性凸顯了復(fù)合系統(tǒng)中原獨立實在之間的相互作用關(guān)系。狄拉克曾在1931年斷言存在理論上的“磁單極子”[7]，但至今仍未找到足夠的實證。由單極子組成的磁體所體現(xiàn)的實在，對“磁單極子”本體的認識遠遠少于由單極子組成的磁體實在的整體特征的認識。也就是說，量子糾纏在整體表象與特征關(guān)聯(lián)的關(guān)系上，一方面揭示了實在本體的關(guān)聯(lián)與內(nèi)在的依存關(guān)系，另一方面體現(xiàn)了本體的固有屬性。

為了量測相互糾纏的實在之間的關(guān)聯(lián)程度，由此出現(xiàn)了糾纏度的概念[8]。從認識論來看，它界定了局域空間的有限性，不同的實在本體在多個空間形成糾纏關(guān)聯(lián)，從而構(gòu)建我們的世界觀。相互糾纏的實在之間的糾纏度越大，則邊界越模糊，局域越稀疏，實在特征屬性的描繪就越復(fù)雜；反之，糾纏度越小，則邊界越明確，局域越緊促，實在特征描繪越簡單。量子糾纏是非局域的，是客觀實在之間主體介入的間接存在。每個實在本體包含特征信息，利用糾纏操作實現(xiàn)信息的傳遞。所以說，量子糾纏擁有識別和存儲實在本體的特性，體現(xiàn)了對整體關(guān)聯(lián)的認識，代表了統(tǒng)一認識論觀點的形成過程，是哲學(xué)理論在量子信息科技領(lǐng)域的拓展和延伸。

量子糾纏關(guān)聯(lián)是客觀實體最本質(zhì)的特征，通過這種關(guān)聯(lián)，搭建了實在本體與主觀存在之間的關(guān)系。從理論技術(shù)的角度來說，如果缺少了量子糾纏關(guān)聯(lián)的研究，那么量子通信只會是現(xiàn)代信息理論技術(shù)的簡單發(fā)展。量子糾纏的構(gòu)建機制與特征關(guān)聯(lián)的研究，向人們展現(xiàn)了經(jīng)典力學(xué)無法描繪的圖景，表明微觀粒子不存在孤立的特征[9]。深入探究量子糾纏的認識論，挖掘新的認知方法，對人類認知思維的進步具有深刻的意義。

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第7篇：量子計算意義范文

【關(guān)鍵詞】 生物微磁場檢測;量子共振;胰腺;胰島素自身抗體

【Abstract】 Objective To evaluate the effect of the quantum resonance in screening the pancreas diseases and prediabetes.Methods The TJQQ-Ⅲ quantum resonance instrument was used to detect in 2 428 people receiving physical examination.Measurement Indicators included pancreas and its related markers as well as fasting blood glucose,postprandial blood glucose,blood lipids etc.The results were analyzed by statistical method.Results Of 2 428 subjects,437 had abnormal pancreas related markers,accounting for 18.0%.About 419 cases(95.9%)had abnormal insulin autoantibodies,predominantly in antiinsulin receptor autoantibody and anti-insulin receptor antibody(95.0%).These abnormal values were significantly positively associated with high level of blood glucose(r=0.998,P

【Key words】 Bio-magnetic field method;Quantum resonance;Pancreas;Insulin autoantibody

我們使用生物微磁場檢測(量子共振)技術(shù)對2 428例體檢人員的胰腺指標(biāo)進行檢測篩查,對該指標(biāo)在人群中的檢測值和所反映的信息加以分析,現(xiàn)報告如下。

1對象與方法

1.1研究人群選擇2007-05―2008-11健康體檢人員

2 428例,男1 807例,女621例;年齡21～84歲,平均(45.64±25.77)歲。以往診有糖尿病者131例,其中:2型糖尿病127例,1型糖尿病2例,高糖血癥2例。有糖尿病家族史者117例,1 332例明確沒有家族史,979例不清楚。體檢查空腹血糖、三酰甘油、膽固醇。胰腺量化值異常者加做餐后血糖。

1.2儀器使用重慶天基權(quán)量子醫(yī)學(xué)發(fā)展研究院研發(fā)的TJQQ-Ⅲ型量子共振檢測儀,操作人員經(jīng)充分培訓(xùn)和實踐,異常值需2人檢測一致。

1.3檢測指標(biāo)選擇胰腺為一級篩查;異常值者選胰腺炎、胰腺癌、胰腺自身抗體等為二級篩查;自身抗體異常者進行糖尿病值篩查。正常值:-4～-6,>-4為增高值,

1.4檢測方法檢測前應(yīng)告知受檢者去除手機、手表、磁卡、鑰匙、項鏈等金屬及有電磁波物體。對安有起搏器者、孕婦、體內(nèi)有金屬遺留物者,可使用間接法。應(yīng)在放射檢查之前做量子共振檢查,以免放射檢查后磁場變化,影響檢測。

1.4.1直接法患者安靜、情緒放松,手握量子棒(傳感器)即可。操作人員先儀器校點,調(diào)出所檢項目,進行檢測。每項測值重復(fù)2～3遍,所測值穩(wěn)定即可。

1.4.2間接法可用頭發(fā)、尿液檢測,將標(biāo)本置于檢測板上,調(diào)出所檢項目進行檢測即可。

1.5統(tǒng)計方法所有檢測指標(biāo)量化值機上統(tǒng)計欄轉(zhuǎn)存SPSS 10.0,計算均值、標(biāo)準(zhǔn)差;t檢驗及相關(guān)分析。

2結(jié)果

2.1一般情況2 428例受檢者胰腺量化值正常1 991例占82.0%;異常值者437例占18.0%。除去胰腺炎15例、胰腺腫瘤3例,余419例均為胰腺自身抗體異常表達(表1),平均年齡(43.4±7.5)歲。

3討論

量子共振檢測又稱生物微磁場檢測,是將一個標(biāo)準(zhǔn)的目標(biāo)磁波譜送出,與人體中相應(yīng)的生物磁波譜對碼(如:胰腺組織的標(biāo)準(zhǔn)磁波譜與受檢者體內(nèi)該磁波譜比較),相同的波譜產(chǎn)生共振,機器發(fā)出共鳴音并計算概率,顯示量化值[1]。由于其檢測是在細胞水平上,故而發(fā)病初始即能顯示異常。隨負值的增大,異常越明顯,疾病的發(fā)生率越大,量化值可反映健康到疾病的數(shù)字化量化過程[2]。因此該指標(biāo)的異常往往早于臨床癥狀的出現(xiàn)及早于血液指標(biāo)的異常。是目前國際上較流行的預(yù)防醫(yī)學(xué)的篩查工具[3]。它可在常規(guī)檢查血糖正常的人群中,發(fā)現(xiàn)人體胰腺指標(biāo)異常;通過對胰腺指標(biāo)進一步篩查,可鑒別出胰腺炎、胰腺癌和反映胰島素抵抗、與糖尿病有關(guān)的自身抗體,如:抗胰島素自身抗體、抗胰島素受體抗體、胰島細胞抗體等的異常表達。

雖然量子在胰腺檢查中能很快篩查出胰腺炎、胰腺腫瘤等情況,其診斷仍要臨床依據(jù)。本文重點對人群中早期胰島素抵抗患者即糖尿病高危人群的篩查。尤其對老年前期人群。發(fā)現(xiàn)胰腺指標(biāo)異常中,胰島素自身抗體異常占大多數(shù)(95.9%),其中抗胰島素自身抗體和抗胰島素受體抗體異常者占95.0%。隨量化值負數(shù)的加大,患糖尿病的發(fā)生率增加,兩者呈正相關(guān)(r=0.998,P

胰腺自身抗體的血清學(xué)檢查因?qū)嶒炇覘l件及血液中存在時間短、滴定度低而不易測出,臨床上常用其代謝產(chǎn)物如谷氨酸脫羧酶抗體(GAD-Ab)檢測。臨床意義認為可用于糖尿病診斷的分類[4-7]量子共振檢測的微磁場變化,是機體整體變化(包括血液、組織液、細胞內(nèi)液等),故而敏感性較高。在本組糖尿病人中幾乎均有不同程度的異常值存在,而且糖尿病的病情與自身抗體異常程度一致;這些自身抗體的意義不僅是區(qū)分糖尿病的類型,也反映了病人免疫功能的異常及機體對胰島素的不敏感和/或效力減低。

由于該階段的異常指標(biāo)可受多種因素的影響,其發(fā)展趨勢會有所不同。一般可演變?yōu)?一是不良刺激反復(fù)作用,疾病從無癥狀到有癥狀,至臨床階段或慢性病階段;二是通過調(diào)理或相應(yīng)的干預(yù)措施,可轉(zhuǎn)為正常;三是停留在某階段呈蟄伏狀。因此對異常指標(biāo)患者做針對性的預(yù)防措施,做到疾病的早發(fā)現(xiàn)、早治療、早預(yù)防,對減少疾病及慢性并發(fā)癥的進一步發(fā)生發(fā)展有重要意義。

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第8篇：量子計算意義范文

量子通信是量子力學(xué)和經(jīng)典通信相結(jié)合的產(chǎn)物，其安全性由海森堡測不準(zhǔn)定理和不可克隆原理所保障，具有經(jīng)典通信無法比擬的無條件安全性及對竊聽的可檢測性。電力系統(tǒng)通信專網(wǎng)，建立了“安全分區(qū)、網(wǎng)絡(luò)專用、橫向隔離、縱向認證”的網(wǎng)絡(luò)與信息安全防御體系，但安全措施主要側(cè)重于業(yè)務(wù)層和數(shù)據(jù)安全層面，在底層安全策略和適應(yīng)未來發(fā)展方面存在局限性。由于電力數(shù)據(jù)對通信安全要求的特殊性，量子通信極有可能是確保電力通信安全的極佳選擇。綜上，開展量子保密通信技術(shù)研究非常有意義。本文首先對量子通信技術(shù)進行概述，接著闡述了國內(nèi)外技術(shù)研究現(xiàn)狀；最后，根據(jù)電力通信業(yè)務(wù)需求，分析量子通信在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用前景。

2量子通信技術(shù)概述

量子通信，廣義上是指把量子態(tài)的傳遞，包括：量子密集編碼、量子密鑰分發(fā)和量子隱形傳態(tài)。其中，量子密集編碼用于量子計算機。量子密鑰分發(fā)，在傳送量子態(tài)的過程中，光子會經(jīng)由光纖或自由空間被實際傳送到接收方；量子隱形傳態(tài)，糾纏光子對分處兩地，量子態(tài)在一處消失后，在另一處被巧妙地重現(xiàn)，而光子本身卻不被傳送。量子通信，狹義上理解，是量子密鑰分配或基于量子密鑰分配的安全保密通信。量子密鑰分發(fā)只是負責(zé)產(chǎn)生和分發(fā)通信需要的密鑰，最終的的數(shù)據(jù)信息經(jīng)由加密生成的密文，還是必須經(jīng)過經(jīng)典信道進行傳輸。在量子隱形傳態(tài)中，同樣也要用經(jīng)典信道將測量的信息傳送出去，經(jīng)典信息與量子信息聯(lián)合起來才能實現(xiàn)量子隱形傳態(tài)。因此，量子通信技術(shù)除了在竊聽檢測和通信保密方面具有優(yōu)勢以外，并不能突破經(jīng)典通信系統(tǒng)在通信速率、距離、抗干擾性能等方面的極限。

3量子通信技術(shù)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

量子通信具有高效率和絕對安全等特點，廣泛的應(yīng)用前景吸引眾多國家投入人力物力。美國、日本、歐洲多國都成立了專門開展量子技術(shù)研究的機構(gòu)，此外，IBM、HP、NEC、NTT等企業(yè)也紛紛加入到量子通信的研究之中。國外量子密鑰分配技術(shù)專利統(tǒng)計顯示，公司、企業(yè)申請的專利數(shù)占主導(dǎo)地位，科研院所其次，可以看出量子密鑰分配技術(shù)具有潛在的商業(yè)化價值和應(yīng)用空間。1984年，BennetC.H.和BrassardG.提出第一個量子密鑰分發(fā)協(xié)議（BB84協(xié)議），揭開了量子密鑰分發(fā)研究的序幕。1993年，英國國防部研究局在傳輸長度為10km的光纖中實現(xiàn)了基于BB84方案的相位編碼量子密鑰分發(fā)。1997年，奧地利的A.Zeilinger小組在室內(nèi)首次完成量子態(tài)隱形傳送的原理性實驗驗證。2001年，瑞士IDQuantique公司推出商用量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)。2004年，瑞士日內(nèi)瓦大學(xué)的Gisin小組推出的“Plug&Play”光纖量子密鑰協(xié)商系統(tǒng)光纖長度提高到67km，成為世界上首個商用的QKD系統(tǒng)。

國內(nèi)，量子通信研究同樣受到相關(guān)部門的大力支持。郭光燦小組：2004年，實現(xiàn)北京-天津125km光纖點對點的量子密鑰分發(fā)；2007年，實現(xiàn)了基于波分復(fù)用的四用戶量子密鑰分發(fā)網(wǎng)絡(luò)，通信距離達到42.6km；2009年，在安徽蕪湖建成世界首個“量子政務(wù)網(wǎng)”。2005年，潘建偉小組在世界上首次實現(xiàn)13km自由空間的糾纏分發(fā)和量子密鑰產(chǎn)生；2008年，實現(xiàn)了三用戶的誘騙態(tài)量子密鑰分發(fā)網(wǎng)絡(luò)；2009年9月，世界上首個全通型量子通信網(wǎng)絡(luò)建成，首次實現(xiàn)了實時語音量子保密通信。最近幾十年，量子通信從理論到實驗，再到實用化突破，發(fā)展迅速。

4量子通信技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用前景

電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴大，電網(wǎng)企業(yè)信息化程度日益提高，電網(wǎng)面臨的安全風(fēng)險更多、更大，迫切需要研究新的通信技術(shù)，將其應(yīng)用到電力系統(tǒng)來。量子通信技術(shù)具備高效率和絕對安全的優(yōu)勢，將可能成為保護電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)安全的極佳選擇。而且，在我國相關(guān)的研究和實用化工作也走在世界前列，具有自主知識產(chǎn)權(quán)，探索量子通信技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用是非常有意義和前瞻性的工作。結(jié)合目前電力通信系統(tǒng)和業(yè)務(wù)系統(tǒng)現(xiàn)狀，量子通信技術(shù)可以在以下方面開展應(yīng)用研究：

4.1構(gòu)建量子加密異地備份數(shù)據(jù)傳輸鏈路目前，各網(wǎng)省公司已大力開展備用調(diào)度系統(tǒng)和信息容災(zāi)體系的建設(shè)，并相繼成立了異地數(shù)據(jù)容災(zāi)中心。為確保數(shù)據(jù)中心之間的數(shù)據(jù)保密傳輸，一個安全的加密系統(tǒng)是必需的。量子保密通信的安全性不是基于計算的復(fù)雜性，在信息保護和保密通信方面具有天然的優(yōu)勢。使用量子密鑰分發(fā)鏈路，在主、備數(shù)據(jù)中心間進行密鑰分發(fā)和交換，能夠構(gòu)建高效、安全的異地數(shù)據(jù)備份傳輸通道。

4.2構(gòu)建核心加密通信網(wǎng)電力企業(yè)的電腦被攻擊，可能引發(fā)用電行業(yè)的癱瘓，造成社會大面積混亂。傳統(tǒng)的防火墻和信息過濾技術(shù)無法從根本上解決“黑客”攻擊的問題，隨著量子通信距離和多用戶量子通信技術(shù)的突破，利用量子通信技術(shù)構(gòu)建網(wǎng)省地重要調(diào)度機構(gòu)加密通信網(wǎng)，在網(wǎng)絡(luò)上任意兩用戶間實現(xiàn)量子密鑰的加密通信，將能保證營銷、市場、辦公等重要業(yè)務(wù)的安全性。

4.3構(gòu)建點對點量子加密保護通道線路保護、安穩(wěn)屬于電力生產(chǎn)一區(qū)的重要業(yè)務(wù)，對數(shù)據(jù)的實時性和安全性要求非常高。現(xiàn)采用的專用光纖、復(fù)用2M通道方式能保證數(shù)據(jù)的實時性，卻無法保證絕對安全性。隨著量子通信的快速發(fā)展，兩點間的量子通信技術(shù)趨于成熟，兩方量子密鑰分發(fā)通信距離已經(jīng)能夠達到幾十公里~百公里級。量子密鑰分發(fā)技術(shù)，使用光量子作為保護、安穩(wěn)信息的載體，將能極大地保障業(yè)務(wù)的安全性。

4.4構(gòu)建加密量子交換網(wǎng)絡(luò)電話業(yè)務(wù)是生產(chǎn)指令上傳下達的關(guān)鍵工具，是電網(wǎng)安全正常運行的重要通信保障，目前主要采用PCM或交換機放號的方式，在承載網(wǎng)層面未進行安全保證。使用量子交換機實現(xiàn)經(jīng)典通信網(wǎng)絡(luò)的交換控制與量子交換網(wǎng)絡(luò)的控制，可以構(gòu)建高安全的量子交換網(wǎng)絡(luò)，防止電話遭竊聽和惡意攻擊。

4.5應(yīng)急量子通信當(dāng)出現(xiàn)冰災(zāi)、地震、洪水等自然災(zāi)害，光纜、傳輸設(shè)備等電力通信基礎(chǔ)設(shè)施受到大面積破壞時，現(xiàn)有電力通信網(wǎng)絡(luò)陷入癱瘓，無法進行有效的應(yīng)急搶修通信。目前，量子隱形傳態(tài)技術(shù)已經(jīng)獲得16km的實驗進展，隨著關(guān)鍵量子器件技術(shù)的成熟，隱形傳態(tài)將進入應(yīng)用階段。利用隱形傳態(tài)技術(shù)，構(gòu)建應(yīng)急環(huán)境下的量子衛(wèi)星通信系統(tǒng)，將對未來的應(yīng)急搶修提供重要幫助。

5總結(jié)

第9篇：量子計算意義范文

在電子技術(shù)中應(yīng)運中，近似計算貫穿其始終。然而，沒有近似計算是不可想象的。而精確計算在電子技術(shù)中往往行不通，也沒有其必要。盡管近似計算會引入一定的誤差，但這個誤差控制得好，不會對分析其它電路產(chǎn)生大的影響。所以關(guān)鍵在于我們?nèi)绾握莆?，特別是如何應(yīng)用近似計算。

在工作點穩(wěn)定電路中的應(yīng)用要進行靜態(tài)分析，就必須求出三極管的基電壓，必須忽略三極管靜態(tài)基極電流。這樣，我們得到三極管的基射電子的相關(guān)過程及結(jié)論。

二、納米電子技術(shù)急需解決的若干關(guān)鍵問題

由于納米器件的特征尺寸處于納米量級，因此，其機理和現(xiàn)有的電子元件截然不同，理論方面有許多量子現(xiàn)象和相關(guān)問題需要解決，如電子在勢阱中的隧穿過程、非彈性散射效應(yīng)機理等。盡管如此，納米電子學(xué)中急需解決的關(guān)鍵問題主要還在于納米電子器件與納米電子電路相關(guān)的納米電子技術(shù)方面，其主要表現(xiàn)在以下幾個方面。

（1）納米Si基量子異質(zhì)結(jié)加工

要繼續(xù)把現(xiàn)有的硅基電子器件縮小到納米尺度，最直截了當(dāng)?shù)姆椒ㄊ遣捎猛庋印⒐饪痰燃夹g(shù)制造新一代的類似層狀蛋糕的納米半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)。其中，不同層通常是由不同勢能的半導(dǎo)體材料制成的，構(gòu)建成納米尺度的量子勢阱，這種結(jié)構(gòu)稱作“半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)”。

（2）分子晶體管和導(dǎo)線組裝納米器件即使知道如何制造分子晶體管和分子導(dǎo)線，但把這些元件組裝成一個可以運轉(zhuǎn)的邏輯結(jié)構(gòu)仍是一個非常棘手的難題。一種可能的途徑是利用掃描隧道顯微鏡把分子元件排列在一個平面上；另一種組裝較大電子器件的可能途徑是通過陣列的自組裝。盡管，PurdueUniversity等研究機構(gòu)在這個方向上取得了可喜的進展，但該技術(shù)何時能夠走出實驗室進入實用，仍無法斷言。

（3）超高密度量子效應(yīng)存儲器

超高密度存儲量子效應(yīng)的電子“芯片”是未來納米計算機的主要部件，它可以為具備快速存取能力但沒有可動機械部件的計算機信息系統(tǒng)提供海量存儲手段。但是，有了制造納米電子邏輯器件的能力后，如何用這種器件組裝成超高密度存儲的量子效應(yīng)存儲器陣列或芯片同樣給納米電子學(xué)研究者提出了新的挑戰(zhàn)。

（4）納米計算機的“互連問題”

一臺由數(shù)萬億的納米電子元件以前所未有的密集度組裝成納米計算機注定需要巧妙的結(jié)構(gòu)及合理整體布局，而整體結(jié)構(gòu)問題中首當(dāng)其沖需要解決的就是所謂的“互連問題”。換句話說，就是計算結(jié)構(gòu)中信息的輸入、輸出問題。納米計算機要把海量信息存儲在一個很小的空間內(nèi)，并極快地使用和產(chǎn)生信息，需要有特殊的結(jié)構(gòu)來控制和協(xié)調(diào)計算機的諸多元件，而納米計算元件之間、計算元件與外部環(huán)境之間需要有大量的連接。就現(xiàn)有傳統(tǒng)計算機設(shè)計的微型化而言，由于電線之間要相互隔開以避免過熱或“串線”，這樣就有一些幾何學(xué)上的考慮和限制，連接的數(shù)量不可能無限制地增加。因此，納米計算機導(dǎo)線間的量子隧穿效應(yīng)和導(dǎo)線與納米電子器件之間的“連接”問題急需解決。

（5）納米/分子電子器件制備、操縱、設(shè)計、性能分析模擬環(huán)境

當(dāng)前，分子力學(xué)、量子力學(xué)、多尺度計算、計算機并行技術(shù)、計算機圖形學(xué)已取得快速發(fā)展，利用這些技術(shù)建立一個能夠完成納米電子器件制備、操縱、設(shè)計與性能分析的模擬虛擬環(huán)境，并使納米技術(shù)研究人員獲得虛擬的體驗已成為可能。但由于現(xiàn)有計算機的速度、分子力學(xué)與量子力學(xué)算法的效率等問題，目前建立這種迅速、敏感、精細的量子模擬虛擬環(huán)境還存在巨大困難。

三、交互式電子技術(shù)手冊

交互式電子技術(shù)手冊經(jīng)歷了5個發(fā)展階段，根據(jù)美國國防部的定義：加注索引的掃描頁圖、滾動文檔式電子技術(shù)手冊、線性結(jié)構(gòu)電子技術(shù)手冊、基于數(shù)據(jù)庫的電子技術(shù)手冊和集成電子技術(shù)手冊。目前真正意義上的集成了人工智能、故障診斷的第5類集成電子技術(shù)手冊并不存在，大多數(shù)電子技術(shù)手冊基本上位于第4類及其以下的水平。需要聲明的是，各類電子技術(shù)手冊雖然代表不同的發(fā)展階段，但是各有優(yōu)點，較低級別的電子技術(shù)手冊目前仍然有著各自的應(yīng)用價值。由于類以上的電子技術(shù)手冊在信息的組織、管理、傳遞、獲取方面具有明顯的優(yōu)點。

簡單的說，電子技術(shù)手冊就是技術(shù)手冊的數(shù)字化。為了獲取信息的方便，數(shù)字化后的數(shù)據(jù)需要一個良好的組織管理和提供給用戶的形式，電子技術(shù)手冊的發(fā)展就是圍繞這一過程來進行的。

四、電子技術(shù)在時間與頻率標(biāo)準(zhǔn)中的應(yīng)用

時間和頻率是描述同一周期現(xiàn)象的兩個參數(shù)，可由時間標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)出頻率標(biāo)準(zhǔn)，兩者可共用的一個基準(zhǔn)。

1952年國際天文協(xié)會定義的時間標(biāo)準(zhǔn)是基于地球自轉(zhuǎn)周期和公轉(zhuǎn)周期而建立的，分別稱為世界時（UT）和歷書時（ET）。這種基于天文方面的宏觀計時標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)備龐大，操作麻煩，精度僅達10-9。隨著電子技術(shù)與微波光譜學(xué)的發(fā)展，產(chǎn)生了量子電子學(xué)、激光等新技術(shù)，由此出現(xiàn)了一種新穎的頻率標(biāo)準(zhǔn)——量子頻率標(biāo)準(zhǔn)。這種頻率標(biāo)準(zhǔn)是利用原子能級躍遷時所輻射的電磁波頻率作為頻率標(biāo)準(zhǔn)。目前世界各國相繼作成各種量子頻率標(biāo)準(zhǔn)，如（133Cs）頻標(biāo)、銣原子頻標(biāo)、氫原子作成的氫脈澤頻標(biāo)、甲烷飽和以及吸收氦氖激光頻標(biāo)等等。這樣做后，將過去基于宏觀的天體運動的計時標(biāo)準(zhǔn)，改變成微觀的原子本身結(jié)構(gòu)運動的時間基準(zhǔn)。這一方面使設(shè)備大為簡化，體積、重量大減??；另一方面使頻率標(biāo)準(zhǔn)的穩(wěn)定度大為提高（可達10-12—10-14量級，即30萬年——300萬年差1秒）。1967年第13屆國際計量大會正式通過決議，規(guī)定：“一秒等于133Cs原子基態(tài)兩超精細能級躍遷的9192631770個周期所持續(xù)的時間”。該時間基準(zhǔn)，發(fā)展了高精度的測頻技術(shù)，大大有助于宇宙航行和空間探索，加速了現(xiàn)代微波技術(shù)和雷達、激光技術(shù)等的發(fā)展。而激光技術(shù)和電子技術(shù)的發(fā)展又為長度計量提供了新的測試手段。

總之，在探討了近似計算在靜態(tài)分析中的應(yīng)用問題、納米電子技術(shù)急需解決的若干關(guān)鍵問題和交互式電子技術(shù)應(yīng)用手冊后，廣大科技工作者對電子技術(shù)在時間與頻率標(biāo)準(zhǔn)中的應(yīng)用知識的初步了解和認識。在當(dāng)代高科技產(chǎn)業(yè)日漸繁榮，尖端信息普遍進入我們生活之中的同時，國家經(jīng)濟建設(shè)和和諧社會的構(gòu)建離不開我們科技工作者對新理論的學(xué)習(xí)和新技術(shù)的應(yīng)用，因此說，本文具有深刻的理論意義和廣泛的實際應(yīng)用價值是不足為虛的。

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