1 西北大学信息科学与技术学院,陕西 西安 710127
2 区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室,上海 200240
同步技术是连续变量量子密钥分发系统的核心技术之一,能实现通信双方的实时通信,确保量子信息的有效提取。本文提出了一种新型的同步方案,能有效克服量子信道噪声及误码的影响,实现发送端和接收端的准确同步。文章从理论上介绍了方案的同步机制,并对其性能进行了仿真分析。
同步 连续变量量子密钥分发 实时通信 synchronization continuous variable quantum key distribution real-time communication
1 西北工业大学 电子信息学院,西安 710072
2 西安建筑科技大学 信息与控制工程学院,西安 710055
正交频分复用技术已被广泛应用于量子密钥分发系统研究中,在此提出了基于正交频分复用的连续变量量子密钥分发方案,连续变量量子密钥分发过程中发送方以快速傅立叶反变换调制复用子载波,接收方以快速傅立叶变换得到原始频域子载波,并由系统协方差矩阵性能刻画出传输性能。仿真结果显示:正交频分复用技术能够提高连续变量量子密钥分发系统的传输密钥率。
量子密钥分配 正交频分复用 快速傅立叶 协方差矩阵 quantum key distribution orthogonal frequency division multiplexed fast Fourier transform covariance matrix
1 西北工业大学电子信息学院,西安 710072
2 西安建筑科技大学信息与控制工程学院, 西安 710055
利用交叉克尔非线性可实现量子隐形传态过程中的Bell态非破坏性测量,提出了一个基于量子对称密码框架下弱非线性量子信道认证方案。通信双方以传输介质中交叉克尔非线性构造出两光子量子控制门,将其作为描述量子信道的共享贝尔态,非破坏性测量贝尔态完成对量子信道的认证,并对该方案安全性进行了理论分析。结果表明,此方案可以利用信道传输性能简单有效地实现量子信道的完善性认证。
交叉克尔非线性 非破坏性测量 量子隐形传态 量子信道认证 cross-Kerr nonlinearities nonunitary projective measurement quantum teleportation quantum channel authentication
1 西北工业大学 电子信息学院, 西安 710072
2 西安建筑科技大学 信息与控制工程学院, 西安 710055
受传输光纤非线性偏振影响, 量子密钥分配系统本振光与信号光耦合率下降, 使形成偏振复用信号的抖动增强, 系统的稳定性和安全性下降。为了提高量子光学中偏振编码技术的性能, 经过理论分析和数值模拟, 给出可操作性的实验方案, 解决了光纤非线性偏振耦合导致的偏振抖动问题。结果表明,在同等条件下, 以分光检测结果反馈控制本振光和信号光的非线性偏振耦合率, 可增强偏振复用信号的稳定性, 将系统传输容量提高61%。该结果有利于偏振编码技术在量子密钥分配系统的实际应用。
量子光学 量子密钥分配 反馈控制 偏振编码 非线性偏振 偏振抖动 quantum optics quantum key distribution feedback control polarization encode nonlinear polarization polarization jitter
1 西北工业大学电子信息学院, 陕西 西安 710129
2 区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室, 上海 200240
3 西北大学电子信息学院, 陕西 西安 710127
在高速连续变量量子密钥分发系统中，位帧同步技术是确保准确获取量子信号所携带有效信息的核心技术之一。结合平衡零差探测器测量相干态的正则分量数据，提出了一种简单高效的位帧同步理论方案。基于此理论方案，在重复频率为25MHz的高斯调制相干态连续变量量子密钥分发系统上进行了实验测试和性能分析。结果表明，所提出的位帧同步方案能有效克服量子信号在密钥分发中受到的环境因素影响，有效实现通信双方同步。
光通信 同步 高速连续变量量子密钥分发 位帧同步 相干态高斯调制
1 西北工业大学 电子信息学院, 陕西 西安 710072
2 上海交通大学 区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室, 上海 200240
研究了在压缩感知基础上发展起来的3D单像素相机的成像机制。基于现场可编程的阵列(FPGA)和FMC子板设计了一种可以代替雪崩光电二极管(APD)单光子探测器的高速3D单像素数据采集系统, 以提高现有3D单像素相机系统的数据采集速度、降低系统成本。该系统基于Xilinx公司的FPGA和4DSP公司的FMC126子卡, 配合高速光电探测器来实现对光信号的高速采集, 同时获得目标物体反射光的光强信息和纵向距离信息, 其采样率为5 GS/s、分辨率为10 bit。系统采用脉冲采样模式, 最大程度地降低了数据量和计算成本。实验结果表明: 在用800 ps半脉宽的脉冲激光器作为光源时, 可以得到20 cm以上的纵向分辨率, 每次数字微镜阵列(DMD)调制后的采集时间由目标物体的纵向长度决定。该系统也适合激光三维成像, 脉冲激光测距等方面的应用。
3D单像素相机 现场可编程门阵列 信号完整性 数据采集 压缩感知 3D single-pixel camera Field Programmable Gate Array(FPGA) signal integrity data acquisition compressed sensing
1 西北工业大学电子信息学院, 陕西 西安 710072
2 上海交通大学区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室, 上海 200240
散射介质对传统成像的影响非常大，散射严重时甚至使传统成像方式完全失效。如何在存在散射介质的情况下得到高分辨率的图像是人们一直关注的技术。将投影仪应用于关联成像(GI)，可以在实验室内实现“街角成像”，即利用墙面的漫反射对墙角另一侧无法直接成像的物体进行成像，并在此基础上实现了对隐藏在散射介质后的物体进行成像。该成像方案省去了传统关联成像系统中的参考臂的测量，使用一个无空间分辨能力的桶探测器即可实现。对比实验结果与传统方式得到的结果并分析实验的分辨率以及影响因素，证明了使用投影仪等普通光源在存在散射介质的情况下成像的可行性。
成像系统 散射介质成像 关联成像 投影仪
西北工业大学电子与信息工程研究所，西安 710072
为提高目标识别率，在目标图像融合过程中引入Markov随机场建立类别的先验分布模型，针对模型中参量β的选取问题，提出了基于各类各向异性的期望最大化-最大后验概率-多层次马尔可夫随机场集中式与分布式两种图像融合算法.实验证明，两种融合算法都既可以提高分类准确度，又能够增大抗噪能力，且二者又有不同的特色，可以根据实际要求(如，运算速度、分类准确度、计算负荷等)进行应用选择，用以提高对特定目标进行自动检测与识别的准确性.
图像融合 Markov随机场 EM算法 各类各向异性 分布式融合 集中式融合 Image fusion Markov random field EM algorithm Non-homogeneous class and direction Centric fusion Distributed fusion
1 上海交通大学区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室, 上海 200240
2 西北工业大学电子信息学院电子系, 陕西 西安 710072
相位调制器与振幅调制器是连续变量量子密钥分发中不可缺少的光调制器件。本文以量子安全通信系统的硬件为平台，设计了LiNbO3相位调制器的驱动电路，性能测试电路，同时给出了振幅调制器的性能监控电路。从理论与实验上对方案的可行性与可靠性进行了验证。
量子密钥分发 相位调制器 振幅调制器 Quantum Key Distribution Phase modulator amplitude modulator
1 西北大学 信息科学与技术学院,西安 710069
2 西北工业大学 电子信息学院,西安 710072
针对基于对象的图像检索问题,利用模糊支持向量机(FSVM)提出了一种新的多示例学习算法—FSVM-MIL算法。在标准的多示例学习问题中,一个包被标为正包,则它至少包含一个示例是正的,否则被标为负包。FSVM-MIL 算法将图像当作包,分割后的区域当作包中的示例,若图像包含有感兴趣对象,则对应的包标为正,否则标为负,因为正包中的示例不全是正的,概念标号存在模糊性,本文利用多样性密度方法寻找概念点,根据noisy-or 概率模型定义了模糊隶属度函数,为正包中的示例赋予不同的模糊因子,用FSVM 求解多示例学习问题。在SIVAL 图像集进行对比实验,结果表明FSVM-MIL 算法是有效的且性能不亚于其它同类方法。
模糊支持向量机 基于对象的图像检索 多示例学习 fuzzy support vector machine (FSVM) object-based image retrieval multi-instance learning (MIL)
