量子力学允许通过光学方法分发本质上安全的加密密钥。双场量子密钥分发是最有希望在长距离光纤上实现的技术,但需要稳定双方通信信道的光长。在基于卷轴光纤的原理验证实验中,这是通过将量子通信与周期性调整帧交织来实现的。在这种方法中,密钥流的较长占空比是以对信道长度的控制较松为代价的,并且在现实世界中使用此技术成功传输密钥仍然是一项重大挑战。利用源自频率计量的干涉测量技术,我们开发了一种同时进行密钥流和信道长度控制的解决方案,并在 206 公里现场部署的光纤上进行了演示,损耗为 65 dB。我们的技术将信道长度变化导致的量子比特误码率降低到 <1%,代表了现实世界量子通信的有效解决方案。
部署量子信道和经典数据信道可以共存的光网络对于在网络“运营商”基础设施中采用 QKD 网络至关重要。当网络运营商考虑将 QKD 网络引入其现有网络时,有几种实施方案可供选择,例如,将量子信道和经典数据信道集成在一根光纤中或将它们分离在不同的光纤中。将量子信道和经典数据信道集成在一根光纤中有两个主要技术问题:传输光功率和信道可实现的链路距离之间的差异。网络运营商可以选择将这些信道分开,将量子信道置于 QKD 网络中,将经典数据信道置于光传输网络 (OTN) 中。这可以优化 QKD 网络在光纤丰富的环境中的性能。在这种分离的情况下,在软件定义网络 (SDN) 架构的设计原则下,QKD 网络和 OTN 可以由不同的 SDN 控制器控制。
摘要 — 几十年来,传统的源和信道编码信息理论在学习和有效提取数据信息方面取得了进展。我们建议更进一步,为从量子数据中学习经典模式提供理论基础。然而,在为这种概括奠定基础的过程中,有几个障碍。首先,必须用希尔伯特空间上的密度算子代替经典数据。因此,与状态断层扫描等问题不同,我们的样本是独立同分布密度算子。第二个挑战更加深刻,因为我们必须认识到,我们与量子态的唯一相互作用是通过测量,由于不可克隆量子假设,测量后会丢失信息。考虑到这一点,我们提出了众所周知的可能近似正确 (PAC) 框架的量子对应物。基于此,我们提出了一种类似于经验风险最小化 (ERM) 算法的量子算法,用于学习测量假设类。然后,我们建立了量子样本复杂度量子概念类的上限。
摘要 — 大脑中信息表示是连续的还是离散的是一个尚未解决的基本问题。从历史上看,大多数分析都假设连续表示,而不考虑离散的替代方案。我们的工作探索了这两种表示的合理性,从通信系统工程的角度回答了这个问题。利用香农的通信理论,我们假设大脑中的信息以离散形式表示。我们使用两种方法来解决这个假设。首先,我们确定大脑的基本通信要求。其次,我们估计连续信息表示的符号错误概率和信道容量。我们的工作得出结论,信息不能使用连续表示在大脑中可靠地传达和表示——它必须采用离散形式。这是与传统和当前观点的主要区别。我们将这个离散结果应用于 4 个主要的神经编码假设,并说明了离散 ISI 神经编码在分析电生理实验数据中的应用。我们进一步假设并说明了韦伯定律和离散神经编码之间合理的直接联系。最后,我们概述了关于离散神经编码的一些关键研究问题。
摘要 — 近年来,生成式人工智能技术成为人工智能领域的一项重大进步,以其语言和图像生成能力而闻名。同时,天空地一体化网络 (SAGIN) 是未来 B5G/6G 实现无处不在的连接的重要组成部分。受此启发,本文探讨了生成式人工智能在 SAGIN 中的集成,重点关注潜在应用和案例研究。我们首先全面回顾了 SAGIN 和生成式人工智能模型,重点介绍了它们的能力和集成机会。得益于生成式人工智能生成有用数据和促进高级决策过程的能力,它可以应用于 SA-GIN 的各种场景。因此,我们对它们的集成进行了简要概述,包括信道建模和信道状态信息 (CSI) 估计、联合空天地资源分配、智能网络部署、语义通信、图像提取和处理、安全和隐私增强。接下来,我们提出了一个利用生成扩散模型 (GDM) 构建通道信息图的框架,以提高 SAGIN 的服务质量。仿真结果证明了所提框架的有效性。最后,我们讨论了生成 AI 支持的 SAGIN 的潜在研究方向。
1. 计算技能:基本编程结构:数据类型、数组、指针、链接列表和树、语句、I/O、条件、循环、函数、类/对象。 2. 通信技术:通信标准、2G/3G/4G/5G、ZigBee、BLE、Wi-Fi、LTE、IEEE 802.11x、数据速率、覆盖范围、功率、计算、带宽、传感、处理、通信供电、通信网络、拓扑、层/堆栈架构、QoS。 3. 通信系统:通信系统的物理层描述、量化、数据格式化和成帧、点对点链路的容量、链路预算分析、多址技术、网络路由 4. 数据分析:组合学、有限样本空间上的概率、联合和条件概率、独立性、总概率;贝叶斯规则及应用。 5. 数字通信:通带表示、基带等效 AWGN 信道、数据调制和解调、调制波形的合成、离散数据检测、加性高斯白噪声 (AWGN) 信道、使用匹配滤波器实现信噪比 (SNR) 最大化、AWGN 信道的误差概率、MAP 和 ML 检测、数字调制技术、无线信号传播和信道模型。6. 数字信号处理:采样、连续和离散时间变换、LTI 系统的频域分析、FFT 实现、算法、滤波器设计:IIR 和 FIR 滤波器、采样率转换。
宽带电力线通信 (BPLC) 研究。从绿色环境和循环经济的角度来看,该技术利用电网的现有基础设施,通过利用配电网的固有潜力来促进数据传输能力,实现成本效益高且精简的部署方法。BPLC 可以提高应用该技术的网络的安全性和维护性,而提供的服务及其质量的提高,则增加了对强大通信技术的需求。这对于提高服务质量和优化资源至关重要。BPLC 技术应支持网络数据和其他传感器派生信息的传输,从而能够实施有用的政策以降低维护成本和运营,从而在预测性维护中发挥关键作用。这要归功于传感和通信集成。由于缺乏有关高频数据传输信道中的噪声和无意发射的知识,因此需要法规和标准、实验活动、统计和确定性模型以及信道特性,以确保在考虑的环境中减少电磁 (EM) 发射。为了减少电磁辐射,我们用不同的方法分析了通信信道的频率选择性和其他特性,例如统计和散射方法。文献中开发并使用了不同的方法来增强通信的稳健性,尽管存在高噪声场景和信道的频率选择性。学生专注于基础知识、架构、可能的应用、与使用环境的差异。这项研究的重点是用不同的方法表征传输信道,每种方法的优缺点,以及法规和标准。
双向隐形传态是通过共享资源状态和本地操作与经典通信 (LOCC) 在双方之间交换量子信息的基本协议。在本文中,我们开发了两种看似不同的方法来量化非理想双向隐形传态的模拟误差,即通过归一化钻石距离和信道不保真度,并证明它们是等效的。通过将 LOCC 允许的操作集放宽到完全保留部分转置正性的操作集,我们获得了非理想双向隐形传态模拟误差的半正定规划下限。我们针对几个关键示例评估了这些界限:当根本没有资源状态时以及对于各向同性和沃纳状态,在每种情况下都找到了一个解析解。上述第一个示例为经典与量子双向隐形传态建立了基准。另一个示例包括由广义振幅阻尼通道对两个贝尔状态的作用产生的资源状态,我们为其找到了模拟误差的解析表达式,该解析表达式与数值估计一致(最高可达数值精度)。然后,我们评估了 [Kiktenko et al ., Phys. Rev. A 93 , 062305 (2016)] 提出的一些双向隐形传态方案的性能,发现它们不是最优的,并且没有超出上述双向隐形传态的经典极限。我们提出了一种可证明是最优的替代方案。最后,我们将整个开发推广到双向受控隐形传态的设置,其中有一个额外的协助方帮助交换量子信息,并且我们为该任务建立了模拟误差的半正定规划下限。更一般地,我们提供了使用共享资源状态和 LOCC 的二分和多分信道模拟性能的半正定规划下限。
术语 定义 ADSE 机场地面探测设备 AID 自动识别 AIS 自动识别系统 AM 调幅 附录 17 《无线电规则》附录 17:水上移动业务高频频段的频率和信道安排 附录 18 《无线电规则》附录 18:甚高频水上移动频段发射频率表 附录 30 《无线电规则》附录 30:11.7-12.2 GHz(3 区)、11.7-12.5 GHz(1 区)和 12.2-12.7 GHz(2 区)频段卫星广播业务所有业务及相关规划和清单的规定 附录 30A 《无线电规则》附录 30A:卫星广播业务馈线链路的规定及相关规划和清单(1 区 11.7-12.5 GHz,12.2-12.7 GHz,在 2 区为 11.7-12.2 GHz,在 1 区和 3 区为 14.5-14.8 GHz 和 17.3-18.1 GHz 频段,在 2 区为 17.3-17.8 GHz 频段 附录 30B 《无线电规则》附录 30B:4 500-4 800 MHz、6 725-7 025 MHz、10.70-10.95 GHz、11.20-11.45 GHz 和 12.75-13.25 GHz 频段的卫星固定业务的规定和相关规划 附录 4 《无线电规则》附录 4:用于应用第 III 章程序的综合清单和特性表格 附录 5 《无线电规则》附录 5:确定将与之进行协调或达成协议的主管部门根据第 9 条的规定寻求的利益 第 12 条 《无线电规则》第 12 条:对分配给广播业务的 5 900 kHz 至 26 100 kHz 之间的高频段进行季节性规划 第 23 条 《无线电规则》第 23 条:广播业务 第 26 条 《无线电规则》第 26 条:标准频率和时间信号业务 第 31 条 《无线电规则》第 31 条:全球海上遇险和安全系统(GMDSS)的频率 第 5 条 《无线电规则》第 5 条:频率分配 BFWA 宽带固定无线接入 BSS 卫星广播业务 COSPAS 遇险船舶搜寻空间系统 DME 测距设备 DSC 数字选择呼叫 EIRP 等效同位素辐射功率 - 供给天线的功率与相对于全向天线在给定方向上的天线增益的乘积(绝对增益或全向增益) EESS 地球探测卫星业务 EIRP 有效全向辐射功率 ENG 电子新闻采集 EPIRB 紧急位置指示无线电信标 FM 频率调制 FSS 固定-卫星服务
1 应用地质学:煤地质学和有机岩石学、水文地质学、地质统计学、地下地震成像和钻孔地球物理测井、地球科学中的人工智能与机器学习 2 应用地球物理学:重力方法、磁学方法、地球物理信号处理、地震勘探、放射性测量方法、测井、电学方法、遥感与 GIS 应用、地震学、岩石物理学、岩石物理学、海洋地球物理勘探、地球与行星科学、大气科学、物理海洋学、高级数值与有限元分析及其在地球物理学中的应用、人工智能、机器学习与深度学习及其在地球物理学中的应用。3 化学与化学生物学:化学生物学/生物信息学/生物化学/有机化学药物化学。化学生物学/生物化学/有机化学/无机化学/物理化学/材料化学/理论化学/计算化学/生物信息学/药物化学4 化学工程:分子动力学模拟/分子热力学、过程系统工程、化学工程中的多相系统、微流体和CFD、复杂流体和软物质、纳米和先进功能材料、储能设备、可持续能源、生物过程工程和生物系统工程、石油炼制/石化/聚合物工程、碳捕获转化利用、电化学工程、膜科学与工程、工业安全与危害。 5 土木工程:交通工程 专业:路面工程、路面管理系统、基础设施规划与设计 岩土工程 专业:岩石与隧道工程、非饱和土力学、本构模型 结构工程 专业:结构健康监测、水资源工程 专业:计算流体动力学、地表水水文学、水资源规划与管理 6 计算机科学与工程:高性能计算机架构、自然语言处理、物联网、VLSI 设计和测试、交互式计算机、图形学、数据分析、生物信息学、云计算、进化计算、嵌入式系统、复杂性理论、形式化方法、社交网络、机器学习 7 电气工程:电气工程或电气工程同等学历或电气与电子工程学士学位:测量、仪器仪表、控制系统、电机、电力系统、电力驱动、电力电子、高压、能源系统、电子设备、微电子、光子学与光电子学、信号处理和任何其他与电气工程相关的学科。 8 电子工程:射频电路与器件、太赫兹技术、雷达与遥感、计算机视觉和图像处理、信息理论和信道编码、物联网、光信号处理、自由空间光通信、量子信息和计算、VLSI 信号处理、神经形态计算、VLSI 架构、纳米器件制造 9 环境科学与工程:任何工程学士学位,拥有环境/大气科学/土木/土壤和水/化学/机械/采矿/海洋/遥感与 GIS/生物技术工程硕士学位或理学硕士/文学硕士