腔QED中相位协变量子克隆机的实现及纠错
2015年湖南省自然科学基金项目
2015JJ2107 Wnt信号与TLR4串话在动脉粥样硬化单核细胞中的作用及护心康的影响 2015JJ2108 创伤性深静脉血栓模型大鼠NF-κB信号表达及消栓饮干预研究 2015JJ2109 复明片对血-视网膜屏障损伤的保护作用及其机制的研究 基于线粒体能量代谢的肾气丸“少火生气”作用机理及其“方证相关” 2015JJ2110 研究 2015JJ2111 鱼腥草注射剂超分子结构对（类）致敏性影响的研究 2015JJ2112 基于免疫机理的网络病毒入侵动态风险评估方法研究 2015JJ2113 不饱和烃胺氰化成环合成含氰吲哚的研究 2015JJ2114 超冷偶极玻色量子气体在周期驱动光学晶格中的多体量子动力学 2015JJ2115 低品位硫氧混合铜矿高效分离提取机理研究 2015JJ2116 基于底物的TyrRS抑制剂的设计、合成与活性研究 2015JJ2117 Caveolin-1延缓糖尿病小鼠下肢缺血的作用与机制研究 2015JJ2118 CysC对高脂血症大鼠血管内皮功能的影响及其机制 DCLK1调控Wnt/β-catenin信号通路影响乳腺癌干细胞生物学行为的研 2015JJ2119 究 2015JJ2120 miR-467b对小鼠动脉粥样硬化的影响及机制 2015JJ2121 磁场中亚波长双层复合金属光栅裁剪透射谱的研究 2015JJ2122 核酸适体-AuNPs-Pb（Cd）体系的纳米界面能量转移机制研究及应用 2015JJ2123 颌面部三叉神经的三维行径可视化研究及临床应用初步设计 2015JJ2124 经皮微创腰骶部椎弓根内固定数字解剖模型及工作平台构建研究 内源性硫化氢调控硫酸铍致肺细胞氧化损伤及其PI3K/AKT/Nrf-2/HO-1 2015JJ2125 依赖机制 2015JJ2126 网络视角下中层管理者对企业创新的影响:角色、效应与机制研究 2015JJ2127 伪抛物方程解的存在性及其应用
量子计算和量子逻辑门
1 引言量子信息是量子物理与信息科学相融合的新兴交叉学科,它诞生于上个世纪80年代,在90年代中期引起国际学术界的巨大兴趣,受到西方各国的高度重视,得到迅速发展,迄今方兴未艾！量子计算是量子信息的一个重要分支，近年来得到了人们广泛的关注。
量子计算机是实现量子计算（quantum computation）的机器。
量子计算和量子计算机概念起源于著名物理学家Richard Feynman，是他在1982年研究用经典计算机模拟量子力学系统时提出的。
1985年，量子图灵机（Turing）的模型被David Deutsch提出，通过它的性质的研究，预言了量子计算机的潜在能力。
由于量子计算机依赖于量子力学规律处理信息，所以它有着经典计算机永远不可逾越的巨大优势。
量子计算机不但可以提供更多的比特以及更高的时钟速度，它还提供了一种基于量子原理的算法的全新计算方法[1]。
量子计算机中的信息是用量子逻辑门来进行处理的。
量子逻辑门是实现量子计算的基础。
为了实现量子计算，也就是说构建量子计算机，必须选择与设计合适的物理体系并控制它以实现量子逻辑门。
目前，已经有许多作为执行这些量子计算系统的逻辑门的方案被提出，而且其中许多方案已经实现。
例如，离子阱[2]、腔量子电动力学[3]、核磁共振[4]、量子点[5]和基于Josephson结的超导体方案[6]等。
基于Alan Turing理论发展起来的现代计算机科学在近几十年中取得惊人的发展,计算机硬件能力在20世纪60年代后的几十年时间里以近似Moore定律成长。
随着电路集成度的提高,进一步提高芯片集成度已极为困难。
当集成电路的线宽在011μm以下时,电子的波动性质便明显地显现出来。
这种波动性就是量子效应。
为此,多数观察家预期Moore定律将在21世纪前二十年内结束,人们在考虑替代当前计算机的新途径。
物理学方面,自Max Planck在1900年提出量子假说以来,量子力学给人类生活带来翻天覆地的变化,改变了经典物理学对世界的认知方式。
基于腔QED的超导量子比特的非传统几何相位门
进而使量子计算得以顺利进行。另外与以往的原子
一
一＝一ｄ ｙ＝ １＋ ）ｙ ｙ ｙ＋一ｇ（１ １一 ＝
考虑将两个超导量子干涉仪植入在一个高品
获得保真度高达 ９ ． ％的量子 门， ９９ ９ 这个时候通过 质腔中的系统 。 这里使用的量子超导干涉仪是射频
它是用一段超导体将约瑟夫森隧 量子纠错编码方式 ， 即使在存在消相干的时候仍然 超导量子干涉仪 ，
收 稿 日期 ：０ ８ ２ ２ ２ ｏ 一Ｏ — ６
基 于量 子力学 系统 的量 子计 算研 究 近几年 已经
形成 热潮 ， 研究 越来 越表 明量子计 算在 处理 某些 问
可以实现 大规模 的量子计 算 。近来 ， 多研 究【 许 提
出了利用 几何位 相来实 现可容 错量 子 门的方案 ， 可
题 上有 经典 计 算无 可 比拟 的优 势 ，首 先 基 于 Ｓｏ ｈｒ 算法 ［ １ 】 的量子傅 立 叶变换 （ 括解 因子 问题 和离散 包
维普资讯
州芗院
Ｊｕｎ ｌ ｆ ｈｚ ｏ ｏｌｇ ｏ ｒ ａ Ｃ ｉｈ ｕＣ ｌ ｅ ｏ ｅ
２０ 年 ６ 第 ２ 卷 第 ３ ０８ 月 ２ 期
Ｊ ｎ ０ ８ Ｖｏ．２ Ｎ ． ｕ ：２ ０ １ ｏ３ ２
基于腔 Ｑ Ｄ的超导量子比特的非传统几何相位门 Ｅ
依赖于 量子系统 的 比例 常数并 且 １≠０ １那么 总 １ ， ， 一
相位
对数问题的算法 ） 提供了对最好的经典算法的惊 ， 人的指数加速。 其次基于 Ｇｏｅ 的量子搜寻算法圆 ｒ ｒ ｖ ， 可以对最好的经典算法二次加速。 本文采用的是将 两个超导量子干涉仪植入一个高品质腔中的系统 ，
远程量子交换门论文：利用单光子在腔场中实现远程量子交换门
远程量子交换门论文：利用单光子在腔场中实现远程量子交换门摘要：基于单光子与腔内原子间量子交换门的实现，提出一个利用单光子实现两个远程原子之间的量子交换门方案。
将两个型三能级原子分别置于两个腔中，用单比特的旋转门以及控制相位门来构造这两个原子间的量子交换门。
利用光子与原子相互作用来实现量子交换门。
关键词: 量子信息交换门腔场。
中图分类号：O413.2文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2011）05-0171-02Abstract：This paper presents a scheme to realize nonlocal swap gate between two atoms whose interactions are catalyzed by single photos. For a two-qubit system，the swap operation may be constructed by concatenating two-qubit CPF gate and one-qubit rotation.Key Words: quantum computation QEDswap gate量子计算是通过量子逻辑门来控制和操作量子态的演化和传递，进行量子信息的处理。
因此，量子逻辑门（quantum logic gate）是实现量子计算的基础。
二位门中量子交换门（SWAP gate）在量子计算与量子信息中是一个重要量子逻辑门，可用于存储或交换量子信息，还可以实现态的传输，并有着广泛的运用。
因此，对量子交换门的实现方案进行深入的探讨是很有意义。
目前,已经有许多作为执行这些量子计算系统的逻辑门的方案被提出,而且其中许多方案已经实现。
例如, 离子阱[1,2]、腔量子电动力学[3,4]、核磁共振[5]、量子点[6,7]和基于Josephson结的超导体方案[8]等。
在完成量子相位门的各种系统中，腔QED在相干操作上有明显的优势[9，10]。
光学腔中腔量子电动力学系统的理论成果
光学腔中腔量子电动力学系统的理论成果乔玉洁张罡(天津师范大学物理与材料科学学院,天津300387)1概述光学作为一门最基础的物理学科,在物理学的发展过程中起到至关重要的作用。
但随着研究的深入,物理学家们发现经典力学已经不足以描述微观系统,所以在20世纪初由普朗克、玻尔、海森堡、薛定谔等一大批物理学家共同创立的量子力学带领大家进入了“新世界”,至此一些经典力学中无法克服的困难———波粒二象性、黑体辐射、光电效应等都得到了合理地解释,量子力学的快速发展推动了科学技术的进步,也促进了我们对光的性质的进一步研究与探索。
当我们将量子场论与光学相结合,用量子力学的观点处理光与物质的相互作用时,量子光学的概念就此提出。
腔量子电动力学作为量子光学的一个主要的领域,在过去几十年中取得了巨大的进展,在量子信息和量子计算方面也体现出了极大的应用潜力。
2腔量子电动力学简介腔量子电动力学概念的首次提出可以追溯到20世纪40年代,1946年Edwar d M .Pur cel l 在美国物理学春季会议上的论文摘要中提到[2]:当自旋系统与共振电路耦合时,原子的射频跃迁的自发辐射率会发生变化,这就打破了在这之前人们普遍认为自发辐射是一种固有属性的说法,从而使更多的科学家们把注意力放在自发辐射和能级移动方面。
1948年,Cas i m i r 和Pol der 逐渐把单个原子与导电平面之间的研究扩展到两个平行金属板之间的相互作用情况[3,4],并发现了“Cas i m i r 效应”。
20世纪50年代,微波激射器[5]的实现激发了人们对腔中物质与辐射场相互作用的深入研究,在这段时期内,电子自旋跃迁自发辐射率的修正被预测并得到实验证实[6]。
1963年,J aynes 和Cum m i ngs建立了一个理想模型“J aynes Cum m i ng (J -C )模型”,该模型的提出在腔量子电动力学的发展过程中具有里程碑的意义。
光学遥感卫星控制力矩陀螺隔振装置模态错位设计
K sin20 + ^ ^ - + Kr cos2 A/ C ',
P
C2S
}B l + Cl
(尺,,cos2<9+ A；cos26>)CS2] ,
2 ( - 尺,.)sin 0 cos 61 A B ； » C52
C 2SK
Kpsml d +
+ K ,cos 6
B] + C)
[Kpcos26>+ Kr sin2(9)S52]
通过模态试验，验证了频率分布的准确性。试验结果表明： 隔振装置的前六阶固有频率与整星结
构 频 率 和 C M G 扰振频率呈现错位分布，从 而 为 C M G 隔振系统频率设计和优化提供了理论支持
和工程指导。
关键词：航 天器；控制力矩陀螺；隔振；模态优化；改进响应面法
中图分类号：V423 文献标识码：A
2 C M G 隔振装置
2 . 1 隔振装置结构 用 于 优 化 设 计 的 隔 振 装 置 主 要 由 C M G 、上 支 架 、
隔振器、下支架、星上安装底板构成，其局部坐标系 如 图 1 所示。其中：1、2 、3 、4 、5 分 别 为 CMG、 上支架、隔振器、下支架、星上安装底板；；c,、x2、 x3、x4、x5 分别表示隔振器俯仰角度、隔振器有效长 度 、隔振器外径、隔振器槽宽、隔振器内径。
( I 北 京 空 间 飞 行 器 总 体 设 计 部 1 0 0 0 9 4 北京 ；2 空 间 智 能 机 器 人 系 统 技 术 与 应 用 北 京 市 重 点 实 验 室 1 0 0 0 9 4 北 京 : 3 中国空间技术研宂院遥感卫星总体部1 0 0 0 9 4 北京）
用准静态谐振腔实现自由空间无线电能传输
第２７卷㊀第３期２０２３年３月㊀电㊀机㊀与㊀控㊀制㊀学㊀报Ｅｌｅｃｔｒｉｃ㊀Ｍａｃｈｉｎｅｓ㊀ａｎｄ㊀Ｃｏｎｔｒｏｌ㊀Ｖｏｌ ２７Ｎｏ ３Ｍａｒ.２０２３㊀㊀㊀㊀㊀㊀用准静态谐振腔实现自由空间无线电能传输陈希有１ꎬ㊀韩守鹏１ꎬ㊀齐琛１ꎬ㊀王杨２ꎬ㊀周思岑３(１.大连理工大学电气工程学院ꎬ辽宁大连１１６０２４ꎻ２.大连理工大学物理学院ꎬ辽宁大连１１６０２４ꎻ３.上海核工程研究设计院有限公司ꎬ上海２０００３０)摘㊀要:为了使运动工作和随意摆放的设备得到高效利用ꎬ从而不断提高人们生活品质和生产效率ꎬ人们迫切希望能够以无线方式为这些设备提供电力ꎬ而不是依赖导线连接电源或者停下工作来充电ꎮ据此ꎬ利用准静态谐振腔原理ꎬ初步研究了在特定三维空间内ꎬ为静止或运动设备无线供电的技术ꎮ根据准静态谐振腔结构和电磁场分布特点ꎬ给出了准静态谐振腔电磁场各坐标分量的直观近似表达式ꎮ在此基础上ꎬ分析了接收线圈的感应电动势和腔体的功率损耗ꎬ以及传输效率的一般表达式ꎮ制作了２.０８ˑ２.０８ˑ１.１２ｍ３的立方体且带一对电极的准静态谐振腔ꎬ并针对接收线圈的自转和公转等运动ꎬ开展了传输功率与传输效率的实验研究和相同条件下的仿真研究ꎬ实现了在手持且运动状态下为手机无线充电的功能ꎮ关键词:无线电能传输ꎻ动态无线供电ꎻ准静态谐振腔ꎻ运动设备ꎻ功率损耗ꎻ公转ＤＯＩ:１０.１５９３８/ｊ.ｅｍｃ.２０２３.０３.００７中图分类号:ＴＭ７２４文献标志码:Ａ文章编号:１００７－４４９Ｘ(２０２３)０３－００６９－１０㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀收稿日期:２０２２－０５－１３基金项目:国家自然科学基金(５１８７７０２５ꎬ５１９０７０１５)作者简介:陈希有(１９６２ )ꎬ男ꎬ博士ꎬ教授ꎬ研究方向为无线与单线谐振电能传输技术ꎻ韩守鹏(１９９６ )ꎬ男ꎬ硕士研究生ꎬ研究方向为无线电能传输技术ꎻ齐㊀琛(１９８６ )ꎬ男ꎬ博士ꎬ副教授ꎬ研究方向为无线电能传输ꎻ王㊀杨(１９９７ )ꎬ女ꎬ硕士研究生ꎬ研究方向为非线性光学ꎻ周思岑(１９９３ )ꎬ女ꎬ工程师ꎬ研究方向为核电站低压配电系统及无线通信系统ꎮ通信作者:齐㊀琛Ｆｒｅｅｄｏｍｓｐａｔｉａｌｗｉｒｅｌｅｓｓｐｏｗｅｒｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｕｓｉｎｇｑｕａｓｉ￣ｓｔａｔｉｃｒｅｓｏｎａｎｔｃａｖｉｔｙＣＨＥＮＸｉ￣ｙｏｕ１ꎬ㊀ＨＡＮＳｈｏｕ￣ｐｅｎｇ１ꎬ㊀ＱＩＣｈｅｎ１ꎬ㊀ＷＡＮＧＹａｎｇ２ꎬ㊀ＺＨＯＵＳｉ￣ｃｅｎ３(１.ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬＤａｌｉａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬＤａｌｉａｎ１１６０２４ꎬＣｈｉｎａꎻ２.ＳｃｈｏｏｌｏｆＰｈｙｓｉｃｓꎬＤａｌｉａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬＤａｌｉａｎ１１６０２４ꎬＣｈｉｎａꎻ３.ＳｈａｎｇｈａｉＮｕｃｌｅａｒＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＲｅｓｅａｒｃｈａｎｄＤｅｓｉｇｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅＣｏ.ꎬＬｔｄ.ꎬＳｈａｎｇｈａｉ２０００３０ꎬＣｈｉｎａ)Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｍａｋｅｅｆｆｉｃｉｅｎｔｕｓｅｏｆｍｏｖｉｎｇｗｏｒｋｉｎｇｅｑｕｉｐｍｅｎｔａｎｄｒａｎｄｏｍｌｙ￣ｐｌａｃｅｄｅｑｕｉｐｍｅｎｔꎬｔｈｅｒｅｂｙｉｍｐｒｏｖｉｎｇｐｅｏｐｌｅ ｓｌｉｆｅｑｕａｌｉｔｙａｎｄｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙꎬｐｅｏｐｌｅａｒｅｈｏｐｉｎｇｔｏｐｒｏｖｉｄｅｐｏｗｅｒｔｏｔｈｅｓｅｅｑｕｉｐｍｅｎｔｗｉｒｅｌｅｓｓｌｙꎬｒａｔｈｅｒｔｈａｎｒｅｌｙｉｎｇｏｎｗｉｒｅｓｔｏｃｏｎｎｅｃｔｔｏａｐｏｗｅｒｓｏｕｒｃｅｏｒｓｔｏｐｗｏｒｋｉｎｇｔｏｃｈａｒｇｅ.Ｔｈｅｐｒｉｎｃｉｐｌｅｏｆｑｕａｓｉ￣ｓｔａｔｉｃｒｅｓｏｎａｎｔｃａｖｉｔｙｗａｓｕｓｅｄｔｏｐｒｅｌｉｍｉｎａｒｉｌｙｓｔｕｄｙｔｈｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆｗｉｒｅｌｅｓｓｌｙｐｏｗｅｒｉｎｇｓｔａｔｉｏｎａｒｙｏｒｍｏｖｉｎｇｗｏｒｋｉｎｇｅｑｕｉｐｍｅｎｔｉｎａｓｐｅｃｉｆｉｃｔｈｒｅｅ￣ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｓｐａｃｅ.Ａｃ￣ｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｑｕａｓｉ￣ｓｔａｔｉｃｒｅｓｏｎａｎｔｃａｖｉｔｙｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｆｉｅｌｄｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎꎬｔｈｅｉｎｔｕｉｔｉｖｅａｐ￣ｐｒｏｘｉｍａｔｅｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎｓｏｆｔｈｅｖａｒｉｏｕｓｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓｏｆｔｈｅｑｕａｓｉ￣ｓｔａｔｉｃｒｅｓｏｎａｎｔｃａｖｉｔｙｅｌｅｃｔｒｏｍａｇ￣ｎｅｔｉｃｆｉｅｌｄｗｅｒｅｇｉｖｅｎ.Ｏｎｔｈｉｓｂａｓｉｓꎬｔｈｅｉｎｄｕｃｅｄｅｌｅｃｔｒｏｍｏｔｉｖｅｆｏｒｃｅｏｆｔｈｅｒｅｃｅｉｖｉｎｇｃｏｉｌꎬｔｈｅｐｏｗｅｒｌｏｓｓｏｆｔｈｅｃａｖｉｔｙꎬａｎｄｔｈｅｇｅｎｅｒａｌｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎｏｆｔｈｅｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｗｅｒｅａｎａｌｙｚｅｄ.Ａｃｕｂｉｃｑｕａｓｉ￣ｓｔａｔ￣ｉｃｒｅｓｏｎａｎｔｃａｖｉｔｙｗｉｔｈａｓｉｚｅｏｆ２.０８ˑ２.０８ˑ１.１２ｍ３ａｎｄａｐａｉｒｏｆｅｌｅｃｔｒｏｄｅｗａｓｆａｂｒｉｃａｔｅｄꎬａｎｄｅｘｐｅｒ￣ｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｐｏｗｅｒａｎｄｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙａｎｄｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｅａｒｃｈｕｎｄｅｒｔｈｅｓａｍｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｗｅｒｅｃａｒｒｉｅｄｏｕｔｆｏｒｔｈｅｒｏｔａｔｉｏｎａｎｄｒｅｖｏｌｕｔｉｏｎｏｆｔｈｅｒｅｃｅｉｖｉｎｇｃｏｉｌ.Ｉｔｒｅａｌｉｚｅｓｔｈｅｆｕｎｃ￣ｔｉｏｎｏｆｗｉｒｅｌｅｓｓｃｈａｒｇｉｎｇｆｏｒｍｏｂｉｌｅｐｈｏｎｅｓｉｎｔｈｅｈａｎｄ￣ｈｅｌｄａｎｄｍｏｖｉｎｇｓｔａｔｅ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ｗｉｒｅｌｅｓｓｐｏｗｅｒｔｒａｎｓｆｅｒ(ＷＰＴ)ꎻｄｙｎａｍｉｃｗｉｒｅｌｅｓｓｃｈａｒｇｉｎｇꎻｑｕａｓｉ￣ｓｔａｔｉｃｃａｖｉｔｙｒｅｓｏｎａｔｏｒꎻｍｏｖ￣ｉｎｇｄｅｖｉｃｅꎻｐｏｗｅｒｌｏｓｓꎻｒｅｖｏｌｕｔｉｏｎ０㊀引㊀言人们对美好生活的不懈追求ꎬ使得在空间运动或随意放置的便携设备逐渐增多ꎮ例如手机㊁平板电脑㊁笔记本电脑㊁电动理发推剪㊁扫地机器人㊁迎宾机器人等ꎮ目前ꎬ为这些设备提供电力的主要方式是用导线连接电源ꎬ或用锂电池供电ꎮ导线的拖拽与电池的频繁充电或更换ꎬ无疑影响了设备运动的灵活性和工作的持续性ꎮ由此人们期望设备能够在运动状态下进行无线充电ꎬ且充电位置足够自由ꎬ能像使用ｗｉｆｉ传输数据那样灵便ꎮ无线电能传输技术(ｗｉｒｅｌｅｓｓｐｏｗｅｒｔｒａｎｓｆｅｒꎬＷＰＴ)ꎬ是一种不使用导线连接或导体接触ꎬ借助某种中间能量形式(场或波)ꎬ在适当距离内传输电能的技术[１－２]ꎬ常用在设备与电源连接的最后一步ꎮ按照中间能量形式ꎬ目前研究较多的ＷＰＴ技术可以分为:基于线圈的磁场耦合式[３－７]㊁基于电容极板的电场耦合式[８－１１]ꎬ以及基于声电换能器的超声波耦合式[２ꎬ１２－１３]ꎮ为了更好地利用ＷＰＴ技术ꎬ人们开展了许多各具特色的研究ꎮ例如ꎬ能量的双向传输[１５]ꎻ利用双频段实现能量与信号的同步传输[１６]等ꎮ由于上述耦合单元能量发送与接收的固有特性ꎬ用这些方式进行无线电能传输时ꎬ一般要求接收设备与发射设备相距较近ꎬ且相对静止或者自由度受限的运动ꎬ以确保耦合单元的能量传递关系不发生明显变化ꎬ从而获得稳定的传输功率ꎬ例如旋转运动或平面运动ꎮ而在现实生活中ꎬ手机㊁手环㊁理发工具等用电设备ꎬ工作时它们在三维空间自由移动ꎮ平板电脑㊁笔记本电脑等ꎬ它们在工作时虽然不是自由运动ꎬ但它们的放置却是很随意的ꎮ因此ꎬ需要探索一种在较大三维空间内ꎬ且方向性不强的无线电能传输技术ꎬ以满足这些特殊设备对灵活供电的需求ꎮ在微波领域ꎬ谐振腔(ｃａｖｉｔｙｒｅｓｏｎａｔｏｒꎬＣＲ)用来选择指定频率的无线电信号或储存电磁能量ꎮ谐振腔是由金属材料包裹而成的空腔ꎬ微波探针将特定频率的电磁波注入腔体ꎬ电磁波便在其中振荡分布ꎮ这个特定的频率可以使腔体内的电磁能量达到谐振状态ꎬ该频率由腔体结构尺寸来决定ꎮ设想把谐振腔的空间设计得足够大ꎬ那么腔体内的电气设备便可在较大空间范围内接收到电磁能量ꎮ但是ꎬ目前对该方向的研究刚刚起步ꎬ主要体现在迪士尼公司等研究人员的系列成果ꎮ２０１４年Ｍ.Ｊ.Ｃｈａｂａｌｋｏ等[１７]提出了使用空心金属结构的电磁共振模式ꎬ为内部任何地方的小型接收器以无线方式提供电能ꎮ研究了谐振腔与接收器之间的耦合关系ꎮ２０１５年在文献[１８]中ꎬ他们分析了腔体和接收回路储存的能量ꎬ以及它们传输的能量ꎬ进而利用耦合模原理推导了能量耦合系数的解析表达式ꎬ以及谐振腔到小线圈的功率传输效率ꎬ为谐振腔式ＷＰＴ奠定了一种理论基础ꎮ他们使用两个谐振模式ꎬ即Ｔ０１１和Ｔ０１２ꎬ演示了一个直径为３英寸的接收器ꎬ可以在大约１４０立方英尺的谐振腔中的任何位置接收电能ꎬ传输效率大于５０％ꎮ他们的工作频率在１９０ＭＨｚ附近ꎮ为了避免使用耦合模和有限元仿真的复杂分析过程ꎬ２０１６年ꎬ文献[１９]提出了谐振腔无线供电系统的一般电路模型ꎮ用该模型计算的传输效率与实测效率误差在５％以内ꎮ使用两种谐振腔工作模式的组合ꎬ即ＴＥ０１１和ＴＥ０１２ꎬ传输效率大约３０％ꎮ２０１７年ꎬ日本学者在文献[２０]中对多个位置的无线馈电进行了研究ꎬ证实了时分馈电方式优于对所有接收端同时馈电方式ꎮ在实验模型中采用金属网全屏蔽的方法ꎬ对无电池传感器进行了功率传输实验ꎬ确认可以通过谐振腔驱动无电池传感器ꎮ在上述谐振腔内不可避免地存在着电场ꎬ这会令人不安ꎬ因为在相同能量密度下ꎬ电场对微电子设备和生物的负面影响大于磁场ꎮ因此ꎬ迪士尼研究人员Ｍ.Ｊ.Ｃｈａｂａｌｋｏ等ꎬ又在文献[２１]中对谐振腔进行了改进ꎮ他们将电场集中在电容器中ꎬ仅让磁场分布在腔体内ꎬ并且用传导电流来激励ꎬ从而构成类似ＬＣ结构的谐振回路ꎮ由于谐振频率较低ꎬ谐振腔在准静态场条件下工作ꎬ因此称为准静态谐振腔(ｑｕａｓｉ￣ｓｔａｔｉｃｃａｖｉｔｙｒｅｓｏｎａｔｏｒꎬＱＳＣＲ)ꎮ他们制作了示０７电㊀机㊀与㊀控㊀制㊀学㊀报㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第２７卷㊀范系统ꎬ体积为５４ｍ３ꎮ几乎在谐振腔内的任何位置ꎬ均可为小型接收线圈提供电能ꎮ分析了磁场与电场分布ꎬ以及品质因数及耦合系数ꎮ在此基础上ꎬ根据耦合模原理ꎬ计算了传输效率ꎮ理论值在４０％到９５％ꎮ他们还利用比吸收率(ｓｐｅｃｉｆｉｃａｂｓｏｒｐｔｉｏｎｒａｔｅꎬＳＡＲ)的概念ꎬ通过仿真对安全性进行了评估ꎮ结果表明ꎬ电极通过１４０Ａ电流时ꎬ谐振腔内的磁场对人体仍然是安全的ꎮ为了避免在腔体中使用电极带来的不便ꎬ并使腔体内磁场均匀化ꎬ文献[２２－２３]研究了一种采用双模式技术的ＱＳＣＲ:依赖电极模式(ｐｏｌｅｄｅｐｅｎｄ￣ｅｎｔꎬＰＤ)和不依赖电极模式(ｐｏｌｅｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔꎬＰＩ)ꎮ两种模式可以交替工作ꎬ也可以同时工作ꎮ有限元模拟结果表明ꎬ如果单独采用无电极模式ꎬ可将功率传输到５４ｍ３容积的９３％ꎬ效率超过５０％ꎮ如果综合使用无电极模式和有电极模式ꎬ能够以超过６６％的效率将电力输送到房间内的任何位置ꎮ密闭谐振腔虽然能够实现相对自由的无线电能传输ꎬ但却屏蔽了通信信号ꎮ为此ꎬ我国电子科技大学在文献[２４]中ꎬ提出了一种由稀疏的金属条组成的谐振腔ꎬ并进行了仿真ꎬ不仅实现了４０％到７０％的电能传输效率ꎬ还实现了腔体内外的信息通信ꎮ物联网(ＩｏＴ)的发展对ＱＳＣＲＷＰＴ提供了美好的应用前景ꎮ文献[２５]针对三方面需求(功率超过瓦级㊁目标在视线之外且对位置呈鲁棒性㊁大规模生产时能够廉价)ꎬ给出了方案的详细建议ꎬ在设计㊁实现和评价等方面ꎬ具有专门的学术贡献ꎮ文献[２６]ꎬ以植入啮齿类动物体内的电子设备为无线供电对象ꎬ接收线圈直径只有８ｍｍꎮ使用ＱＳＣＲＷＰＴꎬ用大鼠进行了九周的连续实验ꎮ结果表明ꎬ这种基于腔谐振器的ＷＰＴ系统ꎬ为动物体内的植入电子设备无线供电提供了一种简便方法ꎮ文献[２７]ꎬ提出了多模式(Ｍ￣ＱＳＣＲ)准谐振腔ꎬ多模式是指依赖电极的ＰＤ模式和独立于电极的ＰＩ模式ꎮ实验和仿真表明ꎬ可以在３ｍˑ３ｍˑ２ｍ的空间内ꎬ为手机充电㊁为电扇供电ꎬ效率３７.１％ꎬ传输功率５０Ｗꎮ文中用仿真方法分析了铝箔表面电流和空间磁场的分布ꎮ两种模式各自产生的磁场ꎬ可以覆盖另一种模式的弱场区域ꎬ从而改善磁场分布的空间均匀性ꎮ本文结合上述进展ꎬ研究了带有一对中央电极的准静态谐振腔无线电能传输ꎬ该谐振腔中主要含有变化的磁场ꎬ原理上可以提高生物安全性ꎮ考虑简单易用性ꎬ并根据准谐振腔结构和电磁场分布现象ꎬ给出了电磁场分布的直观近似表达式ꎬ以简化复杂的积分运算ꎮ在此基础上ꎬ分析了接收线圈的感应电动势和腔体的功率损耗ꎮ在实验室环境下制作了小型立方体实验装置ꎬ对接收线圈在不同位置处的传输效率或传输功率进行了仿真和实验ꎬ实现了手持手机且在运动状态下的无线充电功能ꎮ１㊀准谐振腔的构造图１为本文设计的准谐振腔结构示意图ꎮ腔体长㊁宽㊁高分别为ａ㊁ｂ㊁ｈꎬ木质框架ꎬ外表面覆盖金属铝箔ꎮ腔体中心轴线处安放上㊁下两个矩形截面的长条形金属电极ꎬ电极截面边长分别为ｐｗｉｄｔｈ和ｐｌｅｎｇｔｈꎻ上㊁下电极高度分别为ｐｕｐ和ｐｄｏｗｎꎬ并且分别与腔体的上㊁下表面连接ꎬ两电极之间留有长为ｇａｐ的间隙ꎮ集中参数电容器和高频电源串联后ꎬ接入两个电极之间ꎮ接收线圈放置在腔体内部并且可以自由移动ꎮ图１㊀准静态谐振腔构造Ｆｉｇ.１㊀ＳｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆＱＳＣＲ集中参数电容(调谐电容)用来存储电场能量ꎬ并调节系统的谐振频率ꎬ使得工作波长远大于腔体尺寸ꎬ处于准静态场状态ꎮ从电路模型的角度考虑ꎬ储存磁场能量的腔体可以抽象为电感ꎮ通过改变激励源频率或调谐电容ꎬ腔体 电容器系统与激励源可以处于谐振状态ꎬ从而在腔体内部产生较强的分布性磁场ꎬ用于为电气设备传输能量ꎮ当给腔体施加激励并处于谐振状态时ꎬ电磁场的分布情况如图２所示ꎮ激励源产生的电流在电容器㊁上㊁下电极㊁腔体的上㊁下表面ꎬ以及腔体侧表面组成的路径中流动ꎬ如米字型虚线所示ꎮ该电流产生的磁场环绕在电极周围ꎬ如圆形虚线所示ꎻ腔体内还存在弱电场ꎬ如腔内竖直虚线所示ꎮ腔体中的线圈接收到磁场传递的能量ꎬ便产生感应电动势ꎬ从而实现电能的无线传输ꎮ１７第３期陈希有等:用准静态谐振腔实现自由空间无线电能传输图２㊀准静态谐振腔表面电流和内部电磁场分布Ｆｉｇ.２㊀Ｃｕｒｒｅｎｔｏｆｓｕｒｆａｃｅａｎｄｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｅｌｅｃｔｒｏ￣ｍａｇｎｅｔｉｃｆｉｅｌｄｆｏｒＱＳＣＲ２㊀准静态谐振腔特性分析２.１㊀电磁场的分布特性根据图２所示谐振腔的对称结构可以做如下假设:４个金属立面没有水平方向电场与电流ꎬ腔体内只须考虑竖直方向的电场ꎮ进一步假设在竖直方向上电场是均匀的ꎬ或者说用电场强度平均值代替竖直方向各位置的电场ꎮ再假设在竖直金属立面上电场为０(用理想导体来近似)ꎬ并参照谐振腔电场分布ꎬ正弦稳态下ꎬ准静态谐振腔电场分布近似描述如下:Ｅｘ＝０ꎻＥｙ＝０ꎻＥｚ＝Ｅ０ｓｉｎ(πａｘ)ｓｉｎ(πｂｙ)ｃｏｓ(ωｔ)ꎮüþýïïïï(１)其中:Ｅ０代表在腔体中心位置处ｚ轴方向的电场强度ꎬ它也是电场随ｘ㊁ｙ坐标变化的幅值ꎻ０<ｘ<ｂꎬ０<ｙ<ａꎮ再根据图２ꎬ４个金属立面的电流方向为竖直方向ꎬ所以它们内边界的磁场近似只有与立面以水平方向相切的分量ꎬ腔体内的磁场也只有水平方向ꎬ即ｘ㊁ｙ方向的分量ꎬ无竖直方向分量ꎮ合成磁场环绕腔体电极中心ꎮ因此ꎬ参照谐振腔磁场分布ꎬ准谐振腔体内的磁场可以近似描述如下:Ｈｘ＝πＥ０ωμ０ｂｓｉｎ(πａｘ)ｃｏｓ(πｂｙ)ｓｉｎ(ωｔ)ꎻＨｙ＝－πＥ０ωμ０ａｃｏｓ(πａｘ)ｓｉｎ(πｂｙ)ｓｉｎ(ωｔ)ꎻＨｚ＝０ꎮüþýïïïïïï(２)２.２㊀磁通及感应电动势的计算当接收线圈平面法线与磁场平行ꎬ且线圈尺度不大以至于线圈内的磁场可以认为处处均匀时ꎬ某些特殊位置处ꎬ通过半径为ｒ的线圈磁通可以简单计算如下:１)在ｘ＝ａ/２处ꎮ由式(２)中Ｈｘ的表达式可得ϕ(ｙꎬｔ)＝Ｂπｒ２＝μ０Ｈｘπｒ２＝π２Ｅ０ｒ２ωｂｃｏｓ(πｂｙ)ｓｉｎ(ωｔ)ꎮ(３)式中ｙ代表线圈圆心的ｙ轴坐标值ꎮ２)在ｙ＝ｂ/２处ꎮ由式(２)中Ｈｙ的表达式可得ϕ(ｘꎬｔ)＝Ｂπｒ２＝μ０Ｈｙπｒ２＝－π２Ｅ０ｒ２ωａｃｏｓ(πａｘ)ｓｉｎ(ωｔ)ꎮ(４)式中ｘ代表线圈圆心的ｘ轴坐标值ꎮ３)在任意位置处ꎮ先计算总磁感应强度为Ｂ＝μ０Ｈ２ｘ＋Ｈ２ｙꎮ(５)再设圆形接收线圈法线与磁场之间夹角为θꎬ则穿过线圈的磁通为ϕ(ｘꎬｙꎬｚꎬｔ)＝Ｂπｒ２ｃｏｓθꎮ(６)有了上述各种情况的磁通ꎬ便可通过电磁感应定律计算线圈中的感应电动势ꎮ例如ꎬ在ｘ＝ａ/２平面内ꎬ感应电动势为ｅ１(ｙꎬｔ)＝－Əϕ(ｙꎬｔ)Əｔ＝π２Ｅ０ｒ２ｂｃｏｓ(πｂｙ)ｃｏｓ(ωｔ)ꎮ(７)同理可以计算在其他位置产生的感应电动势ꎮ当接收线圈为ｎ匝时ꎬ将每匝线圈的感应电动势求和即为总的感应电动势ꎮ或者用半径为各匝线圈半径平均值ｒ的线圈磁通的ｎ倍近似计算如下:ｅ(ｙꎬｔ)＝ｎｅ１(ｙꎬｔ)＝ｎπ２Ｅ０ｒ２ｂｃｏｓ(πｂｙ)ｃｏｓ(ωｔ)ꎮ(８)利用该感应电动势和线圈及负载参数ꎬ可以计算负载接收的有功功率㊁负载电压ꎬ以及线圈功率损耗ꎮ这些都属于基本的电路问题ꎬ此处从略ꎮ２.３㊀谐振腔功耗分析将准谐振腔用于无线电能传输时ꎬ有必要分析该谐振腔的功率损耗(不再视为理想导体)ꎮ计算损耗需要电流密度ꎮ根据安培定律ꎬ可以用腔体表面磁场的切向分量Ｈτ来表达电流密度ꎬ并用下式来计算某个面的功率损耗:Ｐｓｕｒ＝１２ρ∬Ｓ｜Ｈτ｜２ｄＳꎮ(９)２７电㊀机㊀与㊀控㊀制㊀学㊀报㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第２７卷㊀其中ρ是考虑腔体表面趋肤效应时的电阻率(参见电磁场教材有关趋肤效应的叙述)ꎬ即ρ＝ωμ２σꎮ(１０)其中σ表示腔体表面材料的电导率ꎮ考虑相对的两个表面损耗相同ꎬ所以整个腔体表面损耗的一般计算公式是Ｐ＝ρ[ʏｈ０ʏｂ０｜Ｈｙ｜２ｘ＝０ｄｙｄｚ＋ʏｈ０ʏａ０｜Ｈｘ｜２ｙ＝０ｄｘｄｚ＋ʏｂ０ʏａ０(｜Ｈｘ｜２＋｜Ｈｙ｜２)ｄｘｄｙ]ꎮ(１１)经计算得Ｐ＝ρ２π２Ｅ２０ω２μ２０[ｂｈａ２＋ａｈｂ２＋ａ２ｂ＋ｂ２ａ]ꎮ(１２)由上式可知ꎬ准静态谐振腔损耗除了与表面材料电阻率和腔体尺寸参数有关外ꎬ还与工作角频率密切相关ꎮ在Ｅ０不变的条件下ꎬ提高工作频率可以显著降低准静态谐振腔损耗ꎮ２.４㊀传输最大功率时的效率分析本文着眼于传输最大功率ꎬ最大限度满足用电设备对传输功率的需求ꎮ当负载电阻与线圈电阻相等时ꎬ负载可以获得最大功率(线圈的感抗已用串联电容完全补偿)ꎮ从分析效率的角度ꎬ可以将腔体用具有输入输出功能的二端口网路来表示ꎬ如图３所示ꎮ该二端口网络的损耗为式(１２)计算的总损耗Ｐꎮ由于负载与接收线圈流过相同电流ꎬ根据电路理论ꎬ系统传输最大功率时的传输效率可按下式计算:ηｍａｘ＝(Ｐｃｏｉｌ＋Ｐｌｏａｄ)Ｐ＋(Ｐｃｏｉｌ＋Ｐｌｏａｄ)ＲｌｏａｄＲｃｏｉｌ＋Ｒｌｏａｄꎮ(１３)图３㊀计算传输效率的等效电路Ｆｉｇ.３㊀Ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔｃｉｒｃｕｉｔｆｏｒｃａｌｃｕｌａｔｉｎｇｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ３㊀仿真研究仿真中使用与实际构造的准静态谐振腔一样的尺度㊁材料和元器件参数ꎬ如表１所示ꎮ表１㊀实验用准谐振腔主要参数Ｔａｂｌｅ１㊀ＰａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆＱＳＣＲｉｎｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ㊀㊀㊀参数数值ＱＳＣＲ长ａ/ｍ２.２０ＱＳＣＲ宽ｂ/ｍ２.０８ＱＳＣＲ高ｈ/ｍ１.１２工作角频率ω/(ｒａｄ/ｓ)９.７４ˑ１０６表面电导率σ/(Ｓ/ｍ)２.７ˑ１０７真空磁导率μ０/(Ｈ/ｍ)４πˑ１０－７接收线圈匝数ｎ/匝５２接收线圈半径ｒ/ｍ０.０８负载电阻Ｒｌｏａｄ/Ω１０接收线圈内阻Ｒｃｏｉｌ/Ω１０仿真任务是研究接收线圈位置与传输功率的关系ꎮ线圈位置包括:距电极的水平距离Ｄ(简称传输距离)㊁距底面高度Ｈ㊁自转角度Φ和公转角度Θꎮ其中ꎬ自转角度表示接收线圈围绕自身中心垂线旋转的角度ꎬ起始位置平行于ｙＯｚ平面ꎬ类似地球自转运动ꎻ公转角度表示接收线圈围绕电极旋转的角度ꎬ并且线圈与电极在同一平面ꎬ起始位置也平行于ｙＯｚ平面ꎬ类似地球的公转运动ꎬ如图４所示ꎮ图４㊀接收线圈的自转和公转示意图Ｆｉｇ.４㊀Ｒｏｔａｔｉｏｎａｎｄｒｅｖｏｌｕｔｉｏｎｄｉａｇｒａｍｏｆｒｅｃｅｉｖｉｎｇｃｏｉｌ图５为使用ＣＯＭＳＯＬ仿真时建立的仿真模型ꎮ腔体内部放置一对电极ꎬ电极横断面长４ｃｍꎬ宽３ｃｍꎬ上㊁下电极高度分别为３６.６ｃｍ和６５.１ｃｍꎮ两电极之间接入激励和调谐电容ꎮ当调谐电容为６ｎＦ时ꎬ系统的谐振频率为１.５５ＭＨｚꎮ接收线圈初始与ｙＯｚ平面平行且与中心电极在同一平面ꎬ等效电感为１８３μＨꎬ计算得串联调谐电容为５７ｐＦꎮ接收线圈内阻的测量值为１０Ωꎬ故选择１０Ω电阻负载ꎬ以便实现阻抗匹配并获得最大功率ꎮ３７第３期陈希有等:用准静态谐振腔实现自由空间无线电能传输图５㊀准静态谐振腔仿真模型Ｆｉｇ.５㊀ＳｉｍｕｌａｔｉｏｎｍｏｄｅｌｏｆＱＳＣＲ用仿真得到的传输效率与水平距离Ｄ的关系㊁传输效率与接收线圈距底面高度Ｈ的关系分别如图６(ａ)㊁(ｂ)所示ꎮ按照式(１３)和表１参数所做的理论计算ꎬ系统传输效率为４８％ꎬ而仿真值平均为４２.５％ꎮ图６㊀传输效率与传输距离和接收线圈位置高度的关系Ｆｉｇ.６㊀Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｖｓｐｏｓｉｔｉｏｎｈｅｉｇｈｔｏｆｔｈｅｒｅｃｅｉｖｉｎｇｃｏｉｌ由图６(ａ)可见ꎬ传输距离对传输效率影响比较明显ꎬ这是因为远离电极的位置ꎬ其磁场按倒数关系减弱ꎮ因此ꎬ要获得不明显依赖传输距离的磁场ꎬ单对电极是不够的ꎮ由图６(ｂ)可见ꎬ接收线圈距底面高度对传输效率影响较小ꎬ说明磁场在竖直方向上变化较小ꎬ因而所做的均匀假设是合理的ꎬ这对无线电能传输有益ꎮ传输效率与接收线圈自转角度Φ的关系㊁与公转角度Θ的关系分别如图７(ａ)㊁(ｂ)所示ꎮ图７㊀传输效率与接收线圈自转和公转角度的关系Ｆｉｇ.７㊀Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｖｓｒｏｔａｔｉｏｎａｎｄｒｅｖｏｌｕｔｉｏｎｏｆｔｈｅｒｅｃｅｉｖｉｎｇｃｏｉｌ图７(ａ)表明ꎬ传输效率随自转角度按周期规律变化ꎬ周期为１８０ʎꎻ传输效率随公转角度有小幅波动ꎬ波动周期为９０ʎꎮ波动的原因是谐振腔为立方体结构ꎬ在公转过程中ꎬ接收线圈与金属腔体的距离是变化的ꎮ如果腔体是圆柱形ꎬ则可以减小波动性ꎬ但制作复杂ꎬ应用背景比较少见ꎮ４㊀实验研究图８是搭建的准静态谐振腔示范性实物模型ꎬ具体参数如表１所示ꎮ腔体表面覆盖铝箔ꎮ为了方便观察和调试ꎬ留有宽１ｍ㊁高１.１２ｍ的窗口ꎮ使用２.３５ｎＦ的电容器串联在电极之间ꎬ将系统的谐振频率调整至１.５５ＭＨｚꎮ先使用图９所示的接收线圈ꎬ它是用利兹线制成的圆盘ꎬ直径１６.７ｃｍꎬ５２匝ꎬ电感为５０.４μＨꎬ电阻为６.５Ωꎮ接收线圈通过串联２１０ｐＦ的电容ꎬ将谐振频率调整至工作频率ꎮ接收线圈输出连接到１２Ｖ㊁３Ｗ的灯珠ꎮ４７电㊀机㊀与㊀控㊀制㊀学㊀报㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第２７卷㊀图８㊀准谐振腔无线电能传输系统实物构造Ｆｉｇ.８㊀ＦａｂｒｉｃａｔｉｏｎｏｆｗｉｒｅｌｅｓｓｐｏｗｅｒｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｂａｓｅｄｏｎＱＳＣＲ图９㊀接收线圈结构之一Ｆｉｇ.９㊀Ｏｎｅｏｆｔｈｅｒｅｃｅｉｖｉｎｇｃｏｉｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅ维持发射电源电压为２０Ｖ㊁频率为１.５５ＭＨｚꎬ将接收线圈在腔体中移动ꎬ模拟移动设备在三维空间的不同位置㊁不同状态ꎬ分析传输功率的变化ꎮ实验时ꎬ利用自制的电压㊁电流无线测量模块ꎬ将接收的负载电压㊁电流以及功率的测量值ꎬ显示在腔体外的手机上ꎮ４.１㊀传输功率与接收线圈位置的关系参照仿真内容ꎬ这里分４种情况ꎮ１)传输功率与传输距离的关系ꎬ自转角为参变量ꎮ接收线圈放置在离底面４０ｃｍ的位置并逐渐从电极向外沿水平方向移动ꎬ使用３种自转角度:０㊁４５ʎ和９０ʎꎬ观察传输功率与传输距离的关系ꎬ如图１０所示ꎮ由图１０可见ꎬ在各种自转角度下ꎬ传输功率随传输距离的增加总体上减小ꎮ但当接收线圈自转角度为０即与电极处于同一平面时ꎬ在任何距离处ꎬ接收到的功率都最大ꎬ靠近电极时可达６Ｗ(用示波器计算电压与电流的乘积ꎬ再计算乘积波形的平均值ꎬ即为平均功率)ꎮ这是因为磁场是环绕电极的ꎬ所以自转角度为０时ꎬ磁场与接收线圈平面垂直ꎬ磁通量最大ꎮ磁场在同一距离处ꎬ当自转角从０到９０ʎ增加时ꎬ传输功率逐渐减小ꎮ图１０㊀传输功率与传输距离Ｄ的关系Ｆｉｇ.１０㊀ＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｒｅｓｕｌｔｓｏｆｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｐｏｗｅｒｖｓｔｒａｎｓｆｅｒｄｉｓｔａｎｃｅＤ实验中ꎬ测得系统传输效率最大为３８％ꎬ因为腔体㊁接收线圈都存在一定的损耗ꎮ２)传输功率与高度关系ꎬ传输距离为参变量ꎮ将接收线圈放置在距离电极中心１０ｃｍ处ꎬ并将其从腔体底面向上移动ꎬ观察传输功率与距底面高度Ｈ的关系ꎬ如图１１所示ꎮ图１１㊀传输功率与接收线圈距地高度Ｈ关系Ｆｉｇ.１１㊀ＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｐｏｗｅｒｖｓｐｏｓｉｔｉｏｎｈｅｉｇｈｔＨｏｆｔｈｅｒｅｃｅｉｖｉｎｇｃｏｉｌ接收线圈在不同高度处测得系统传输功率变化很小ꎬ说明磁场在高度方向上很均匀ꎮ而在不同传输距离时ꎬ传输功率随传输距离的增大而降低ꎬ这与仿真图６(ａ)的结论是一致的ꎮ３)传输功率与自转角度关系ꎬ传输距离为参变量ꎮ５７第３期陈希有等:用准静态谐振腔实现自由空间无线电能传输将接收线圈置于４０ｃｍ高度处ꎬ且距离电极中心４６ｃｍꎬ使其做自转运动ꎬ观察传输功率与自转角度Φ的关系ꎬ如图１２所示ꎮ图１２㊀传输功率与接收线圈自转角度Φ的关系Ｆｉｇ.１２㊀ＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｒｅｓｕｌｔｓｏｆｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｐｏｗｅｒｖｓｒｏｔａｔｉｏｎａｎｇｌｅΦｏｆｔｈｅｒｅｃｅｉｖｉｎｇｃｏｉｌ实验结果表明ꎬ旋转一周ꎬ接收功率与自转角度关系有两个极大值点ꎬ分别对应０和１８０ʎꎮ这是因为在这两个角度下ꎬ接收线圈平面与磁场垂直ꎬ因而磁通变化最大ꎮ当接收线圈在电极附近时ꎬ接收线圈收到的功率最大为４Ｗꎬ最小为１Ｗꎬ可以满足小功率用电负载需求ꎮ４)传输功率与公转角度的关系ꎬ传输距离为参变量ꎮ将接收线圈置于４０ｃｍ高度处ꎬ且距离电极中心４６ｃｍꎬ观察传输功率与公转角度Θ的关系ꎬ如图１３所示ꎮ图１３㊀传输功率与接收线圈公转角度Θ的关系Ｆｉｇ.１３㊀ＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｐｏｗｅｒｖｓｒｅｖｏｌｕｔｉｏｎａｎｇｌｅΘｏｆｔｈｅｒｅｃｅｉｖｉｎｇｃｏｉｌ图１３中每条曲线对应公转一周ꎬ各曲线均存在４个极大值点ꎬ对应的公转角度分别为０㊁９０ʎ㊁１８０ʎ和２７０ʎꎮ每条曲线波动的幅度很小ꎬ表明公转角度对传输功率影响甚微ꎮ实验中ꎬ当接收线圈在电极附近时ꎬ接收功率为４.１Ｗꎮ４.２㊀准静态谐振腔为手机无线充电实验按照普通手机大小ꎬ用ＰＣＢ技术重新制作了接收线圈ꎮ该线圈的线宽为０.５１ｍｍꎬ单层线圈ꎮ在ＰＣＢ的另一面连接了整流㊁稳压电路ꎬ如图１４所示ꎮ经测ꎬ线圈电感为１６７μＨꎬ电阻为７.４Ωꎮ针对１.５５ＭＨｚ的工作频率ꎬ串联调谐电容为６２ｐＦꎮ图１４㊀手机无线充电用ＰＣＢ线圈结构Ｆｉｇ.１４㊀ＰＣＢｃｏｉｌａｐｐｌｉｅｄｆｏｒｗｉｒｅｌｅｓｓｐｏｗｅｒｔｒａｎｓｆｅｒｏｆｍｏｂｉｌｅｐｈｏｎｅ图１５为手持智能手机进行动态无线充电实验场景ꎮ为了看清充电现象ꎬ实验时将手机与接收线圈分开放置ꎮ当接收线圈平面与磁场垂直时ꎬ充电效果最好ꎻ而当接收线圈自转９０ʎꎬ变成与磁场平行时ꎬ充电效果最差ꎮ手机在电极附近ꎬ且发射电源输出电压为２０Ｖ时ꎬ输入电流为０.７Ａꎬ手机接收功率５Ｗꎬ传输效率最高ꎬ约３５.７％ꎮ将手机逐渐远离电极中心ꎬ直到最远位置ꎬ将发射电源电压增加到５０Ｖꎬ仍可以为手机供电ꎬ此时输入电流为１.７Ａꎮ因此ꎬ通过调节系统输入功率ꎬ准静态谐振腔的供电范围可以覆盖整个腔体ꎮ图１５㊀手机动态无线充电实验现场Ｆｉｇ.１５㊀Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｉｔｅｏｆｍｏｂｉｌｅｐｈｏｎｅｄｙｎａｍｉｃｗｉｒｅｌｅｓｓｃｈａｒｇｉｎｇ６７电㊀机㊀与㊀控㊀制㊀学㊀报㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第２７卷㊀５㊀结㊀论同基于线圈的磁场耦合式ＷＰＴ和基于极板的电场耦合式ＷＰＴ技术相比ꎬ准静态谐振腔式ＷＰＴ技术ꎬ可以在较大的空间内产生某种较均匀磁场ꎬ便于为空间运动的设备动态无线充电ꎮ本文分析了立方体准静态谐振腔电磁场分布ꎬ以及腔体表面损耗ꎮ分别利用仿真和实验ꎬ观察了传输效率及传输功率与传输距离㊁接收线圈高度㊁接收线圈的自转角度㊁公转角度的关系ꎮ传输距离和接收线圈自转角度对传输效果影响较大ꎮ利用准谐振腔实现了手持手机的动态无线充电ꎮ本文研究的准静态谐振腔式ＷＰＴ技术还很初级ꎬ使用一对电极ꎬ只能产生一种环形磁场ꎮ虽然在较大空间可以接收磁场能量ꎬ但需要接收线圈平面与电极平行ꎬ这给使用带来不便ꎮ如果增加电极对数ꎬ例如三对ꎬ并使它们相互垂直且比较隐蔽ꎬ它们分别产生绕自身旋转的磁场ꎮ根据叠加原理ꎬ接收线圈的感应电动势ꎬ等于这３个磁场单独存在时产生感应电动势的叠加ꎬ这样就不要求接收线圈保持严格的方向性ꎮ在较大空间范围内用准静态谐振腔无线传输电能ꎬ传输效率虽然偏低ꎬ但手机等便携设备本身的耗电量很小ꎬ低效率并不会带来能量的明显浪费ꎮ在电能日益丰富的未来ꎬ方便性更胜于传输效率ꎮ另外ꎬ当接收设备增多时ꎬ传输效率可以随之提高ꎮ参考文献:[１]㊀薛明ꎬ杨庆新ꎬ章鹏程ꎬ等.无线电能传输技术应用研究现状与关键问题[Ｊ].电工技术学报ꎬ２０２１ꎬ３６(８):１５４７.ＸＵＥＭｉｎｇꎬＹＡＮＧＱｉｎｇｘｉｎꎬＺＨＡＮＧＰｅｎｇｃｈｅｎｇꎬｅｔａｌ.Ａｐｐｌｉｃａ￣ｔｉｏｎｓｔａｔｕｓａｎｄｋｅｙｉｓｓｕｅｓｏｆｗｉｒｅｌｅｓｓｐｏｗｅｒｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ[Ｊ].ＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓｏｆＣｈｉｎａＥｌｅｃｔｒｏｔｅｃｈｎｉｃａｌＳｏｃｉｅｔｙꎬ２０２１ꎬ３６(８):１５４７.[２]㊀李阳ꎬ石少博ꎬ刘雪莉ꎬ等.磁场耦合式无线电能传输耦合机构综述[Ｊ].电工技术学报ꎬ２０２１ꎬ３６(Ｓ２):３８９.ＬＩＹａｎｇꎬＳＨＩＳｈａｏｂｏꎬＬＩＵＸｕｅｌｉꎬｅｔａｌ.Ｏｖｅｒｖｉｅｗｏｆｍａｇｎｅｔｉｃｃｏｕ￣ｐｌｉｎｇｍｅｃｈａｎｉｓｍｆｏｒｗｉｒｅｌｅｓｓｐｏｗｅｒｔｒａｎｓｆｅｒ[Ｊ].ＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓｏｆＣｈｉｎａＥｌｅｃｔｒｏｔｅｃｈｎｉｃａｌＳｏｃｉｅｔｙꎬ２０２１ꎬ３６(Ｓ２):３８９. 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腔QED中四能级系统的非传统几何量子位相门
了 中实现 非传统几何 门。在我们的方案中 ， 腔模置于依赖原
予态 的闭合路径 当中，因而需要相位 ，产 生相位 门。由于逻 辑门 的操作仅仅涉及到原子 的亚稳态 ， 因此原 子的 自发辐射 受到抑制 。 在某些特定 的情 况下 ， 位移轨道是一个很小的圆 ， 腔模在门操作过程中与原子系统退纠缠 ， 进而 导致对腔模衰
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第 ２ 卷 第 １ 期 ８ ２
２０ 年 １ 月 ０７ ２
涮 尚 科 技 学 院 学 报
Ｊ ｒ ｌｏｆＨ ｕ ｎＵ ｎｉｅ ｓｔ ｃ ｅ ｃ ｎ ｇｉｅ ｒｎ ｏｕ ｎａ ｎａ ｖ ｒ ｉｙ ｏｆＳ ｉ ｎ ｅ ａ ｄ Ｅｎ ｎ ｅ ｉｇ
文献 标 识 码 ：Ａ
文 章编 号 ： １７ — ２ ９ （０ ７ ２０ ２— ３ ６ ３２ １ ２ ０ ）１－ ０ ５ ０
１ 简 介
物理学中 ， 量子计算机 已经是一个很有必趣 的话题 ，ｌ 大 】 为它解决问题 的速 度比传统 的计 算机速 度快 很多。 量子 ｝算 卜
机 是 以叠 加和 纠 缠为 基 础…，这 恰 恰 是 量 子 世界 区别 于 经 典
子 空 间 。、 动态 退 耦 合 和 村千 平衡 等 等 。 。 Ｊ
２ 位相 空 间 中的非 传统 几何 位相
我们首 先回顾一下 沿任 意路径 的几何相移’ ，位 移算
符 是
除了以上的方案之外 ， 一种 很有前景 的实现 子门的方 法 是基于几何相移 的方案 。 当比特 系统的哈密顿量 沿着 Ⅵ控 制空问的环变化 的时候 ， 以通过几 何相移来 实现 一组 子 可 门Ｉ－１ ２ ｏ有两种 方法来 实现几何操 作 ：（ ）驱动 比特实现绝 １０ ４ １ 热循环演化 ；（ ）把谐振子置于 比特态 的闭合路径 。前者 ２ 成为传统几何门 ， 后者相反称为 非传统几何门。在不同 的系
自由电子激光物理导论读书札记
《自由电子激光物理导论》读书札记目录一、内容概述 (2)二、自由电子激光的基本原理 (2)1. 自由电子激光的起源 (4)2. 自由电子在磁场中的运动 (5)3. 自由电子激光的能级结构 (6)4. 自由电子激光的辐射机制 (7)三、自由电子激光的共振腔 (9)1. 简并四能级系统的共振腔 (10)2. 光学微腔与自由电子激光 (11)3. 特殊光学元件的应用 (13)四、自由电子激光的频率调谐 (14)1. 频率调谐原理 (15)2. 常用调谐方法 (17)3. 调谐范围的拓展 (18)五、自由电子激光的应用 (19)1. 在基础研究中的应用 (20)2. 在工业应用中的应用 (22)3. 在军事应用中的应用 (23)六、结论与展望 (24)一、内容概述自由电子激光是一种特殊类型的激光，其光源是由自由电子组成的。
这种激光的产生机制与传统的三能级激光器不同，自由电子激光利用电子在磁场中的相对论性效应来进行放大。
在自由电子激光中，电子束受到磁场约束，通过周期性加速和减速过程实现能量积累，从而产生相干光辐射。
本章节首先介绍了自由电子激光的基本概念和发展历史，包括激光器的分类、自由电子激光的特点以及它在各个领域的应用前景。
详细阐述了自由电子激光的物理原理，包括电子在磁场中的运动轨迹、能量转换过程以及激光器的稳定性分析。
书中还讨论了自由电子激光器的关键技术，如电子束的加速、聚焦和冷却技术，以及如何将这些技术集成到实际的自由电子激光系统中。
展望了自由电子激光的未来发展方向，包括可能的技术革新和新应用场景。
通过阅读这本书，读者可以更好地理解自由电子激光的工作原理和应用领域，为进一步深入研究或学习相关领域的知识打下坚实的基础。
二、自由电子激光的基本原理在开始探索自由电子激光的基本原理之前，我必须指出，这是一门深奥且充满挑战的学科。
阅读此部分时，我被其中精细的物理图像和复杂的概念所吸引，同时也被作者清晰的逻辑和深入浅出的解释所折服。
声学黑洞原理的双层加筋板
第35卷第2期2022年4月振动工程学报Journal of Vibration EngineeringVol.35No.2Apr.2022声学黑洞原理的双层加筋板⁃腔系统降噪研究王小东，季宏丽，裘进浩（南京航空航天大学航空学院机械结构力学及控制国家重点实验室，江苏南京210016）摘要:双层加筋板在现代交通运输工具中被广泛应用，这类结构的声振抑制问题一直是难点。
声学黑洞（ABH：Acoustic Black Hole）作为一种新型的波操纵技术，为结构振动噪声控制提供了新思路。
提出将ABH应用于双层加筋板中，开发有良好机械特性，特别是能实现减振降噪的结构。
设计含有ABH的双层加筋板⁃腔系统，搭建实验平台并在点载荷激励下进行效果测试。
结果表明截止频率以上腔体的宽频噪声可降低1.5~8dB。
基于有限元方法建立耦合数值模型，多角度量化了系统的动力学特性，分析揭示了ABH在腔室降噪中具有增加系统阻尼和降低内壁板和声腔的耦合强度的双重物理机制。
针对降噪效果欠佳的低频段，提供优化设计方案，拓宽有效频率，实现了全频带的控制。
进一步验证了复杂载荷作用下ABH双层加筋板⁃腔声振系统的减噪普适性。
关键词:双层加筋板；声学黑洞；腔室降噪；耦合分析；宽频中图分类号:V214.9；TB535文献标志码:A文章编号:1004-4523（2022）02-0503-11DOI：10.16385/ki.issn.1004-4523.2022.02.0261概述双层加筋板以其良好的机械性能，被广泛用于飞机、高铁、汽车等交通运输工具的舱室结构中。
但随着科技的发展，振动噪声品质也成为除了机械性能以外，用来评估装备性能的一个重要技术指标。
双层加筋结构在提升装备机械性能同时所引入的声振问题极大地影响了设备的舒适性以及耐久性。
而且鉴于现代装备对质量、功耗、频带宽度、可靠性的严格要求，传统减振降噪方法面临着很大的挑战，所以迫切需要开发新理论和新技术来有效改善双层加筋板应用中的振动噪声控制问题［1］。
一种新型两平移两转动并联机构的拓扑设计及其运动学性能分析
2023年第47卷第12期Journal of Mechanical Transmission一种新型两平移两转动并联机构的拓扑设计及其运动学性能分析吉恩成沈惠平李菊（常州大学现代机构学研究中心，江苏常州213016）摘要首先，基于并联机构拓扑结构设计方法设计了两平移两转动（2T2R）并联机构，其耦合度为1，并计算了方位特征（Position Orientation Characteristics，POC）集、约束度和自由度；其次，分析了该机构的拓扑特征运动学，求解了该机构的位置正解与位置反解，验证了正解与反解的正确性；最后，基于位置反解对该机构的奇异性、工作空间进行分析计算，得到了机构可能发生的奇异位置，并求得了机构的最大可达空间。
这为机构的动力学和动平衡研究以及样机制造奠定了基础。
关键词并联机构耦合度奇异性方位特征运动学Topological Design and Kinematic Performance Analysis of a New ParallelMechanism with Two Translations and Two RotationsJi Encheng Shen Huiping Li Ju(Research Center of Modern Mechanism Theory, Changzhou University, Changzhou 213016, China)Abstract Firstly, based on the topological structure design method of the parallel mechanism, a two-translation and two-rotation (2T2R) parallel mechanism is designed. Its coupling degree is 1, and the position orientation characteristics （POC） set, constraint degree and degree of freedom are calculated. Secondly, the to⁃pological characteristic kinematics of the mechanism is analyzed, and the forward and inverse position solutions of the mechanism are solved, which verifies the correctness of the forward and inverse solutions. Finally, based on the inverse position solution, the singularity and workspace of the mechanism are analyzed and calculated, the possible singular position of the mechanism is obtained, and the maximum reachable space of the mecha⁃nism is obtained, which lay a foundation for the dynamics and dynamic balance research of the mechanism, as well as the manufacturing of the prototype.Key words Parallel mechanism Coupling degree Singularity Position orientation characteristics Kinematics0 引言目前，在自动化机加工的工厂当中，4自由度的两平移两转动（2T2R）并联机器人较为常见。
重庆理工大学测控系教师个人简介
朱革男，70年8月出生，博士、教授。
1992年毕业于合肥工业大学,1992.7-1997.8中国第二重型机械集团公司设计研究院工作。
1997.7-2003.12重庆大学读硕士、博士。
2004.至今重庆理工大学工作。
先后多次被评为优秀教师。
先后参与和负责了20余项包括国家自然科学基金项目、863项目、国防科工委项目及其它各种省部级项目。
获专利6项。
发表论文30余篇，其中被三大检索收录8篇。
获国家技术发明二等奖，重庆市技术发明一、三等等多项奖励。
王先全男，45岁，硕士，教授。
研究方向计算机软件、传感器与智能仪器。
主持国家级和重庆市级科研项目4项，参研项目11项，发表论文25篇。
杨泽林杨泽林男副教授 50 研究方向：测控技术与仪器；嵌入式系统开发与应用。
获得省部级科技进步二等奖 2项，承担了10余项横向课题，发表科技论文10余篇。
杨继森男，工学博士，重庆理工大学电子信息与自动化学院副教授，同时作为重庆理工大学机械检测技术与装备教育部工程研究中心研究人员从事科学研究工作。
长期一直从事精密测量仪器、测控理论与技术方面研究，作为主研人员参加了多项国家自然科学基金项目、国家“863”计划项目、国家科技部创新基金项目和重庆市自然科学基金重大项目研究。
作为项目负责人承担了1项国家自然科学基金项目，1项重庆市科技项目研究，2项横向课题。
参与的研究成果“时空坐标转换方法与时栅位移传感器研究”获2005年重庆市技术发明一等奖（排名第六）和2005年中国电子学会电子信息科学技术二等奖（排名第五）。
另一项科研成果“基于时栅测量系统的新型精密数控挤齿机床”获2007年重庆市技术发明三等奖（排名第六），多次参加在境内、外召开的国际学术会议，在国际期刊、国际学术会议、《仪器仪表学报》等重要刊物上发表论文12篇，其中被EI检索10篇。
在教学方面承担了《测控电路及装置》与《嵌入式系统设计及应用》两门本科课程的理论教学、实验与课程设计等相关教学任务。
磁性粒子的时间反演对称性和旋转对称性效应
(1.2.1)
在上述参数当中，D>0，是各向异性常数，B>0，Z 轴为易磁化轴。而 H ' 是
包括各种横向场项的哈密顿量。在理论研究中，往往对其进行简化，比如 Garanin[11]讨论了如下的简化模型：
H = −DSz2 − hSx
(1.2.1)
在这篇文章中，我们期望类似于上述的哈密顿存在合适的对称性，从而可以解 释 MQC 的隧穿劈裂淬灭效应。
山西大学 硕士学位论文 磁性粒子的时间反演对称性和旋转对称性效应 姓名：梁正良 申请学位级别：硕士 专业：理论物理 指导教师：梁九卿
2009-05
摘要
本文主要阐述了，通过对自旋相干态的时间反演和旋转对称性的 研究，我们发现如果大自旋系统哈密顿量是时间反演或是旋转不变 的，则系统的一个自旋相干态与其对应时间反演态之间的跃迁振幅在 半奇数自旋的情况下为零，从而导致磁性粒子隧穿劈裂的消失。
而在势垒的内部 (0 < x < a) ，薛定谔方程为：
d 2ψ dx2
+
2m (V0 − E )ψ 2
=0
（1.1.4）
结合边界条件和衔接条件(ψ 与ψ ' 在边界处连续)，就可以得到透射系数 T 为：
−1
T
=
S
2
=
1 +
E V0
1
1
−
E V0
sh2κ
a
（1.1.5）
其中κ = 2m (V0 − E ) / 。
颗粒可以有103 到106 个基本自旋作为整体运动。这类问题称为巨自旋。这类具
有宏观性质的量子现象不但具有理论意义，而且在磁存贮和量子计算机方面， 制造工艺和测量技术方面也有重要的应用[1,2]。
现代分子生物学课后习题及答案(朱玉贤 第3版)
现代分子生物学课后习题及答案（共10章）第一章绪论1．你对现代分子生物学的含义和包括的研究范围是怎么理解的？答：分子生物学是从分子水平研究生命本质的一门新兴边缘学科，它以核酸和蛋白质等生物大分子的结构及其在遗传信息和细胞信息传递中的作用为研究对象，是当前生命科学中发展最快并正在与其它学科广泛交叉与渗透的重要前沿领域。
狭义：偏重于核酸的分子生物学，主要研究基因或DNA的复制、转录、表达和调节控制等过程，其中也涉及与这些过程有关的蛋白质和酶的结构与功能的研究。
分子生物学的发展为人类认识生命现象带来了前所未有的机会，也为人类利用和改造生物创造了极为广阔的前景。
所谓在分子水平上研究生命的本质主要是指对遗传、生殖、生长和发育等生命基本特征的分子机理的阐明，从而为利用和改造生物奠定理论基础和提供新的手段。
这里的分子水平指的是那些携带遗传信息的核酸和在遗传信息传递及细胞内、细胞间通讯过程中发挥着重要作用的蛋白质等生物大分子。
这些生物大分子均具有较大的分子量，由简单的小分子核苷酸或氨基酸排列组合以蕴藏各种信息，并且具有复杂的空间结构以形成精确的相互作用系统，由此构成生物的多样化和生物个体精确的生长发育和代谢调节控制系统。
阐明这些复杂的结构及结构与功能的关系是分子生物学的主要任务。
2．分子生物学研究内容有哪些方面？答：分子生物学主要包含以下三部分研究内容：A.核酸的分子生物学，核酸的分子生物学研究核酸的结构及其功能。
由于核酸的主要作用是携带和传递遗传信息，因此分子遗传学（moleculargenetics）是其主要组成部分。
由于50年代以来的迅速发展，该领域已形成了比较完整的理论体系和研究技术，是目前分子生物学内容最丰富的一个领域。
研究内容包括核酸/基因组的结构、遗传信息的复制、转录与翻译，核酸存储的信息修复与突变，基因表达调控和基因工程技术的发展和应用等。
遗传信息传递的中心法则（centraldogma）是其理论体系的核心。
利用腔QED实现CNOT门的隐形传输
利用腔QED实现CNOT门的隐形传输
陈志华;林秀敏;程宝华;杜茜华;李兴华
【期刊名称】《福建师范大学学报：自然科学版》
【年(卷),期】2008()1
【摘要】提出了利用腔QED来实现CNOT门隐形传输的方案.该方案中,腔场频率与原子跃迁频率大失谐,腔场只是虚拟激发,腔场与原子之间没有能量交换,从而大大降低了对腔品质的要求.
【总页数】4页(P41-44)
【关键词】CONT门;量子隐形传输;腔QED
【作者】陈志华;林秀敏;程宝华;杜茜华;李兴华
【作者单位】福建师范大学物理与光电信息科技学院
【正文语种】中文
【中图分类】O431
【相关文献】
1.利用腔QED实现三粒子GHZ态的隐形传态 [J], 洪海莲;邱怡申;陈曦曜
2.在QED腔中实现一个未知的三粒子W态的隐形传输方案 [J], 陈刚;郭建友
3.利用腔QED技术实现特殊三粒子W态的隐形传送 [J], 计新
4.腔QED中利用超导量子干涉仪实现Toffoli门 [J], 彭俊;邬云文;李小娟
5.利用腔QED实现无Bell基测量的经济相位传输克隆 [J], 杨榕灿;李洪才;谢鸿;林剑锋;梅金锋;郑碧泌
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量子技术在空天信息对抗中的应用
二〇一〇国防空天信息技术前沿论坛论文集收稿日期：2010-05-29作者简介：谭宏，男，1966，讲师，硕士，主要研究方向：人工智能，量子通信戴志平，男，1958，教授，主要研究方向：电子通信技术量子技术在空天信息对抗中的应用谭 宏，戴志平（空军雷达学院 四系通信教研室）摘 要：文章概述了量子信息理论及其基本概念，介绍了量子信息技术在空天信息对抗方面的应用。
最后指出了量子信息技术应用在空天对抗中需要解决的问题。
关键词：量子雷达，量子通信, 通信对抗，目标探测对抗Quanta communication technology applied to the aero-spaceinformation countermeasureTAN Hong , DAI ZHI-ping(radar academy of air force, Wu Han 430010,China)Abstract ： On the base of summarized the theory and concept of the quantum information ，the article discusses the application of quantum information technology to the aero-space information countermeasure. finally ，indicated the solving problems ，when the quantum information technology applied to the aero-space information countermeasureKey words ：Quantum radar; Quantum communication; Communication countermeasure;Object detection countermeasure0 引 言现代战争的信息对抗包括通信对抗和目标探测对抗。
实现DSP重构以及免疫单粒子翻转的新方法
初始化表组成，如表2所示。
段名 .cinit .print .text .const .econst .switch
表2已初始化段
用途 存放初始化的全局和静态变量 全局构造器（C++）程序列表 存放C语言编译生成汇编指令 字符常量和cons定义的全局、静态变量 字符常量和far const定义的全局和静态变量 存放switch语句产生的常数表格
针对在类似于太空的特殊场合,提出一种简洁 的控制器重构方式,DSP控制器与主控制器之间只 有串口通讯，因此，新方法则借助串口实现主控制 器对DSP控制器代码的重构。卫星在轨工作时，路 由交换模块（CSSE）与主控制器之间通过LVDS相互 通讯,主控制器接收CSSE发来的数据包,并将数据 包缓存在自身的内存当中，等待组包为完整升级文 件，接收完整后，通过串口将整个重构数据发送到 DSP控制器。主控制器与DSP控制器之间通过两路 UART进行数据交互,为保证升级数据完整性，在星 上重构过程中不发生丢包现象,重构线路采用低频 路线;高频UART接口负责与主控制器间业务数据 交互，如图1所示。
F28335片内有256 Kxl6位嵌入式FLASH存储 器，该FLASH存储器受片上FLASH中密码保护。该 控制器的FLASH存储器，扇区组成为8个32 Kxl6 位，如表1。用户在使用过程中，可以对其中的任何 一个扇区进行修改,不影响到其他扇区，但无法在 一个扇区运行程序去改变其他扇区程序。
表1 FLASH扇区分布表
0x008 000
FLASHB
0x330 000
0x008 000
FLASHA
0x338 000
0x008 000
F28335片内包含单次访问随机存储器SRAM, 该存储器被分成10个块,共占用34 Kxl6位。分别 是 M0、Ml、L0~L7,M0、M 1 块 SRAM 大小为 1 Kxl6 位,L0~L7块SRAM大小为4Kxl6位叫 此处需根据 程序大小,开辟相应大小的RAM空间。
腔量子电动力学
1第三章腔量子电动力学3.1腔量子电动力学简介腔量子电动力学（Cavity Quantum Electrodynamics, Cavity QED)研究的是囚禁于腔中的原子与光场的相互作用[1-4]。
这里说的腔，是指光学的或者微波的共振系统，分别被称作微波腔和光学腔。
Cavity QED 是除了Josephson qubit 外，另一种研究较早并很有应用前景的量子计算体系。
与Josephson电路相比，Cavity QED 体系由于将原子囚禁在腔中，只要腔有足够高的品质因子，就能在很大程度上抑制体系与周围环境之间的消相干，这对于量子计算的物理实现是至关重要的。
Cavity QED 的主要理论背景是量子光学中的Jaynes-Cummings(JC)[5，6]模型。
考虑一个二能级原子与单模光场相互作用，体系的HamiltonianA F H H H er E =+-⋅ (3.1)其中原子的HamiltonianA i ii i H E σ=∑(3-2)ii i i σ=,i 代表上下两个能级，i E 为这两个能级的能量。
光场的Hamiltonian †12F C H a a ω⎛⎫=+ ⎪⎝⎭ （3.3)其中腔场频率表示为C ω。
在旋转波近似[5]下，整个体系的Hamiltonian 简化成††A C H a a ga ga ωσσωσσ+--+=+++(3.4) 我们用a ,b 代表两能缀原子的上下两个能级，a b σ+=为上升算符，其共轭()[,]()[,]z da t i a H i a ig dt d t i H i ig a dt ωσσσωσσ----⎧=-=--⎪⎪⎨⎪=-=-+⎪⎩ (3.5) 其中z a a b σ=-(p t 精确求解上述方程有一定的困难，然而，在弱激发条件下，z σ=-简化为在实际的Cavity QED 体系中，不可避免的存在消相干。
该体系消相干主要有两个途径，如图3.1所示，其一是由原子自发辐射导致的向腔外其它模式的耗散，耗散的速率表示为2γ;其二是腔本身存在的泄漏，泄漏速率由κ表示，它依赖于腔的品质因子，/2Q κω=。
江苏大学-扬州科技文献公共服务平台
一、一种股骨腔髓腔锉切削导航仪项目简介本成果涉及一种手术导航设备，尤其是用于骨科髋关节置换手术中对患者股骨腔的切削导航仪。
有益效果是：股骨腔髓腔锉切削导航仪的中央处理单元对图像采集单元采集的数据进行分析，模拟并在现实单元上显示出的髓腔锉切削参考导路，通过这种方法可确保股骨柄假体一次植入成功，保证定制型人工髋关节股骨柄假体与患者股骨腔的匹配程度。
该成果已获得发明专利授权。
适用范围、市场前景适用范围：骨科髋关节置换手术髓腔锉切削患者股骨腔松质骨手术导航。
市场前景：我国地大物博，医学水准参差不齐，而人们对医学水准要求越来越高，国内“导航手术”需求在不断增加，我国地、市级以上医院都是潜在用户，市场潜力巨大。
二、7000系超高淬透性超高强铝合金及其制备方法项目简介本成果基于成分、制备技术设计优化，获得了一种在7000系铝合金中淬透最高并具有很高力学性能、抗腐蚀性能的7000系铝合金。
有益效果是：该7000系超高淬透性超高强铝合金，在现有7000系铝合金淬透性最高、抗腐蚀性能最好、力学性能也非常高的铝合金。
获批国家授权发明专利3件。
性能指标（1）淬透性都在276mm以上，是7075铝合金的5.5倍以上。
（2）屈服强度、抗拉强度、延伸率分别达650 MPa、700 MPa、10.5 %（3）抗晶间腐蚀、抗剥落腐蚀性能比7075合金高。
适用范围、市场前景可广泛应用于现代航空航天、武器装备、交通工具等许多领域，具有广阔的应用范围、市场前景。
三、新能源汽车馈能型底盘项目简介在项目经费资助下，开发了一种新能源汽车馈能型底盘，其结构示意图如图所示。
馈能型底盘包括馈能悬架系统、再生制动系统、复合储能系统，复合储能系统由超级电容和蓄电池组成；馈能悬架系统的结构由电机取代传统油液减振器获得，通过控制电机的作动力实现隔振和回收悬架振动能量的效果；再生制动系统实现汽车制动时的动能转化为电能进行存储；馈能悬架系统和再生制动系统均通过整流器/逆变器接入公共直流母线，实现与复合储能系统能量的传递。