量子計(jì)算意義范文

時(shí)間:2023-12-28 17:48:21

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量子計(jì)算意義

篇1

>> 云計(jì)算環(huán)境下基于改進(jìn)遺傳算法的任務(wù)調(diào)度算法 云環(huán)境下基于改進(jìn)遺傳算法的資源調(diào)度分配算法 基于改進(jìn)遺傳算法的網(wǎng)格資源調(diào)度研究 基于改進(jìn)量子遺傳算法的Flow-Shop調(diào)度求解 一種基于云模型的改進(jìn)型量子遺傳算法 基于混合遺傳算法的云計(jì)算任務(wù)節(jié)能調(diào)度算法 云環(huán)境下基于改進(jìn)遺傳算法的虛擬機(jī)調(diào)度策略 云計(jì)算環(huán)境中優(yōu)化遺傳算法的資源調(diào)度策略 基于動(dòng)態(tài)遺傳算法的云計(jì)算任務(wù)節(jié)能調(diào)度策略研究 改進(jìn)量子遺傳算法及其應(yīng)用 基于量子遺傳算法的知識(shí)分布優(yōu)化研究 基于DAG融合遺傳算法和蟻群算法的云計(jì)算算法研究 基于遺傳算法的飛機(jī)除冰調(diào)度算法研究 基于改進(jìn)遺傳算法的單目標(biāo)柔性作業(yè)車間調(diào)度系統(tǒng)的研究 基于改進(jìn)遺傳算法的集束型裝備調(diào)度研究 基于改進(jìn)遺傳算法的泊位岸橋協(xié)調(diào)調(diào)度優(yōu)化 基于改進(jìn)遺傳算法的遠(yuǎn)洋漁船船隊(duì)調(diào)度路徑優(yōu)化 基于動(dòng)態(tài)資源預(yù)測(cè)的遺傳算法網(wǎng)格任務(wù)調(diào)度方案研究 云計(jì)算中的基于改進(jìn)的粒子群算法資源調(diào)度的研究 基于遺傳算法的水電短期優(yōu)化調(diào)度 常見問(wèn)題解答 當(dāng)前所在位置:l.

[11]NARAYANAN A, MOORE M. Quantuminspired genetic algorithms [C]// ICEC96: Proceedings of the 1996 IEEE International Conference on Evolutionary Computation. Washington, DC: IEEE Computer Society, 1996: 61-66.

[12]HAN K H, KIM J H. Genetic quantum algorithm and its application to combinatorial optimization problem [C]// ICEC 2000: Proceedings of the 2000 IEEE Conference on Evolutionary Computation. Washington, DC: IEEE Computer Society, 2000: 1354-1360.

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篇2

[關(guān)鍵字]礦產(chǎn)資源 儲(chǔ)量估算 礦產(chǎn)新規(guī)范 礦體圈連

[中圖分類號(hào)] TD98 [文獻(xiàn)碼] B [文章編號(hào)] 1000-405X(2013)-3-18-1

在我國(guó)的地質(zhì)勘查中,所勘探到的資源儲(chǔ)量是其成果的集中體現(xiàn),礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量的多少是衡量一個(gè)礦山開發(fā)與建設(shè)以及礦床價(jià)值潛力的重要依據(jù),對(duì)礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量的可靠性關(guān)系到一個(gè)礦山開發(fā)與發(fā)展的成本,此外對(duì)礦產(chǎn)資源的儲(chǔ)量是否能正確的估算,以及估算精度怎么樣,對(duì)礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量可靠性有直接性的影響,因此,估算礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量的全過(guò)程一定要做到精確。但是,在目前的礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量估算中,仍然存在著很多問(wèn)題,其主要原因是對(duì)礦產(chǎn)資源新的規(guī)范不夠了解,尤其對(duì)資源儲(chǔ)量估算的計(jì)算、礦體的圈連以及礦產(chǎn)數(shù)位的取舍上存在著嚴(yán)重的偏差。所以,要對(duì)這些問(wèn)題加以注意,確保其估算的精確。這些問(wèn)題主要包括:

1 礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量估算的范圍

對(duì)礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量進(jìn)行估算,若為垂向,則要對(duì)其埋藏的深度以及起止的高度進(jìn)行估算,若為平面,則要對(duì)對(duì)拐點(diǎn)的坐標(biāo)以及起止的剖面進(jìn)行估算,同時(shí)還要注意礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量估算過(guò)程中的礦體號(hào)機(jī)礦體數(shù)[1]。如果對(duì)其估算的范圍比礦權(quán)的范圍大,那么,就要礦產(chǎn)分別進(jìn)行分內(nèi)與外的資源儲(chǔ)量估算。

2 對(duì)礦產(chǎn)工業(yè)指標(biāo)的儲(chǔ)量估算

對(duì)資源儲(chǔ)量估算和對(duì)礦體圈定的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo),就稱之為礦床工業(yè)指標(biāo)。對(duì)工業(yè)指標(biāo)的確定一方面要對(duì)定量規(guī)模的、圈定的工業(yè)礦體進(jìn)行考慮,另一方面還要涉及到國(guó)家監(jiān)督管理礦產(chǎn)資源的方向,所以在對(duì)礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量進(jìn)行估算時(shí),必須與國(guó)家相關(guān)部門規(guī)定及礦產(chǎn)實(shí)際情況相適應(yīng),要做到這些,就要制定出切實(shí)可行的方法[2],具體確定方法如下:

(1)類比法

若鄰近礦床的地方有類型相同的、而且具有可比性的其它礦床,那么就可以對(duì)這個(gè)礦產(chǎn)的工業(yè)指標(biāo)加以使用,同時(shí)對(duì)相對(duì)類型的礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量進(jìn)行準(zhǔn)確的估算。在對(duì)這兩種礦床進(jìn)行類比時(shí),必須要對(duì)其礦床外部建設(shè)的相似形或一致性和礦床的內(nèi)部特征予以考慮,如果通過(guò)類比法對(duì)一般的工業(yè)指標(biāo)和特定工業(yè)指標(biāo)出現(xiàn)形似或者一致的情況下,可以不用對(duì)其報(bào)批。要不然就得去政府主管部門進(jìn)行批準(zhǔn)。

(2)繼承法

若一個(gè)礦床被曾經(jīng)勘查過(guò),而且有相關(guān)審批部門下發(fā)的特定工業(yè)指標(biāo),那么,這個(gè)工業(yè)指標(biāo)對(duì)當(dāng)前礦床的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)也相適應(yīng),而且可以直接對(duì)其進(jìn)行運(yùn)用。但是,要對(duì)這個(gè)工業(yè)指標(biāo)所出自的文件文號(hào)、名稱、批準(zhǔn)的單位以及批準(zhǔn)的時(shí)間進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明[3]。

(3)論證法

在對(duì)礦產(chǎn)進(jìn)行勘探以及詳查的過(guò)程中,通常情況下,還要對(duì)礦床的可行性及預(yù)可行性研究進(jìn)行有效的結(jié)合,對(duì)這個(gè)礦床的標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)指標(biāo)進(jìn)行論證與指定,在對(duì)相關(guān)的政府部門進(jìn)行上報(bào)并且經(jīng)過(guò)批準(zhǔn)之后,將其作為對(duì)礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量估算和對(duì)礦體圈定的重要依據(jù)。相關(guān)的工業(yè)指標(biāo)論證情況,則要交給有可行性研究資格的相關(guān)部門完成[4]。

(4)一般法

通常情況下,礦產(chǎn)一般都會(huì)選取那些由符合礦種勘測(cè)規(guī)范及建議,或者由相關(guān)政府部門承認(rèn)的礦床工業(yè)指標(biāo)。而且對(duì)其選取的范圍必須要比一般浮動(dòng)指標(biāo)范圍小,對(duì)工業(yè)具體指標(biāo)的選取要視礦床的具體情況而定[5]。如果礦床內(nèi)部及外部條件都比較好時(shí),則要取其下限值,如果礦床內(nèi)部及外部條件都比較差時(shí),則取其上限值比較合理。這種對(duì)礦床選取的界定,使得在其工業(yè)指標(biāo)的確定上無(wú)需進(jìn)行詳細(xì)的論證,也無(wú)需向上級(jí)審批,運(yùn)行的程序比較方便簡(jiǎn)單。這種取值方式通常情況下比較適用于預(yù)查及普查階段,同時(shí)也可以應(yīng)用于勘測(cè)和詳查階段。

3 礦產(chǎn)資源要進(jìn)行快段劃分及儲(chǔ)量分類

在對(duì)礦體的邊界進(jìn)行確定的前提下,還要依照礦床研究程度及對(duì)勘測(cè)工程控制程度,此外,還要結(jié)合礦體的可行性,根據(jù)《礦產(chǎn)資源分類法》,對(duì)礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量的類型進(jìn)行細(xì)致的劃分與圈定,還應(yīng)該對(duì)每種資源儲(chǔ)量類型及劃分條件進(jìn)行具體的說(shuō)明,此外,還要對(duì)每種類型的資源分布情況在其儲(chǔ)量估算表上進(jìn)行詳細(xì)的表明[6]。

塊段劃分礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量估算,還要對(duì)礦石的類型、礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量的類型以及礦產(chǎn)工程的網(wǎng)度予以考慮。對(duì)礦產(chǎn)資源新的規(guī)范不夠了解,從原則上來(lái)說(shuō),礦石的類型相同,而且礦產(chǎn)資源的儲(chǔ)量類型也相同的礦體,應(yīng)該按其礦產(chǎn)網(wǎng)度在剖面線上的間距、或者沿著傾斜面按照一個(gè)或者數(shù)個(gè)的礦產(chǎn)開采中段進(jìn)行快段的劃分[7]。待到礦體的品味與厚度達(dá)到均勻后,快段的類型如果相同,則可以劃大一些,但是要適度。

4 對(duì)礦產(chǎn)的資源儲(chǔ)量進(jìn)行估算所要遵循的原則

(1)在對(duì)資源儲(chǔ)量進(jìn)行估算中所參與的各個(gè)工程在質(zhì)量上,必須要與相關(guān)的規(guī)程、規(guī)范以及規(guī)定相符合。

(2)對(duì)礦產(chǎn)資源進(jìn)行儲(chǔ)量上的估算,一定要在對(duì)礦床各方面的因素進(jìn)行綜合研究的基礎(chǔ)上,按照相關(guān)工業(yè)給出的指標(biāo),在對(duì)礦體進(jìn)行正確圈定的基礎(chǔ)上運(yùn)行。

(3)在對(duì)礦產(chǎn)資源的儲(chǔ)量進(jìn)行分類之后,按照其資源和礦體儲(chǔ)量的類型以及礦石的類型進(jìn)行有類別的對(duì)其礦床、礦體中含金屬量、礦石量以及平均品位進(jìn)行估算[8]。

(4)在礦產(chǎn)中的混合帶、氧化帶以及原生帶進(jìn)行發(fā)育的過(guò)程中,必須要對(duì)其資源儲(chǔ)量進(jìn)行有類別的估算。如果混合帶沒(méi)有出現(xiàn)發(fā)育的情況,那么可以依照實(shí)際情況而定,將其資源劃入原聲帶或者氧化帶里,并對(duì)其予以估算。

參考文獻(xiàn)

[1]劉玉強(qiáng),張延慶.固體礦產(chǎn)地質(zhì)勘查資源儲(chǔ)量報(bào)告編制文件及規(guī)范解讀[M].北京:地質(zhì)出版社,2007:493-444.

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[6]楊建力.固體礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量分類及其類裂條件[J].中國(guó)地質(zhì)礦產(chǎn)經(jīng)濟(jì),2000,13(7):25-29.

篇3

關(guān)鍵詞奇異積分算子;向量值多線性奇異積分算子;有界平均振動(dòng)空間;廣義Morrey空間

The multilinear singular integral operator TA was first introduced by Cohen and Gosselin, which is defined as follows:

TA(f)x=∫RnRm+1(A;x,y)|x-y|mk(x,y)f(y)dy,

where Rm+1(A;x,y)=A(x)-∑|α|≤m1α!DαA(y)(x-y)α, α=(α1,…,αn) denotes a multiindex and |α|=α1+…+αn denotes the order of α. Dα A denote the partial derivative αAα1x1α2x2,…,αnxn,α!=α1!α2!…αn! and (x-y)α=(x1-y1)α1…(xn-yn)αn.

The Lp(p>1) boundedness of the multilinear singular integral operator is proved by the authors of [13]. Later, Hu and Yang proved a variant sharp estimate for the multilinear singular integral operators in [4]. In 2010, Liu considered the multilinear singular integral operators on classical morrey space in [5]. Recently, Du and Huang studied the boundedness of vectorvalued multilinear singular integral operator on variable exponent Lebesgue spaces in [6]. The vectorvalued multilinear singular integral operator is defined as follws:

|TA(f)(x)|s=(∑∞i=1|TA(fi)(x)|s)1s,

where TA(fi)(x)=∫Rn∏lj=1Rmj+1(Aj;x,y)|x-y|mK(x,y)fi(y)dy, and Rmj+1(Aj;x,y)=Aj(x)-∑|α|≤mj1α!DαAj(y)(x-y)α. Let mj be positive integers (j=1,…, l), m1+…+ml=m, and Aj be functions on Rn (j=1,…,l),1

The classical Morrey spaces were originally introduced by Morrey in [11] to study the local behavior of solutions to second order elliptic partial dierential equations. The classical Morrey spaces are defined by the norm fLp,λ:=supx∈Rn,r>0r-λpfLp(B(x,r)), where 1≤p≤∞,0≤λ≤n.

When λ=0, Lp,0(Rn)=Lp(Rn). When λ=n, Lp,n(Rn)=L∞(Rn). If λn, then Lp,λ={0}. The generalized Morrey spaces Mr,φ(Rn) were first defined by Guliyev in [12]. The generalized Morrey spaces recover the classical Morrey spaces, which will be explained in next section.

湖南師范大學(xué)自然科學(xué)學(xué)報(bào)第38卷第5期俞飛:向量值多線性奇異積分算子在廣義Morrey空間上的有界性1Preliminaries

In this section, we will give some basic definitions and lemmas, which will be used in the proof of our main results.

Definition 1.1Fix ε>0. Let S and S′ be Schwartz space and its dual, T:SS′ be a linear operator. If there exists a locally integrabal function K(x,y) on Rn×Rn\{(x,y)∈Rn×R:x=y} such that T(f)(x)=∫RnK(x,y)f(y)dy, for every bounded and compactly supported function f, where K satises |K(x,y)|≤C|x-y|-n and |K(y,x)-K(z,x)|+|K(x,y)-K(x,z)|≤C|y-z|ε|x-z|-n-ε, if 2|y-z|≤|x-z|. Throughout the paper C will denote a positive constant which may be different from line to line.

Definition 1.2Let mj be positive integers (j=1…,l), m1+…+ml=m, and Aj be functions on Rn (j=1,…,l). For 1

|TA(f)(x)|s=(∑∞i=1|TA(fi)(x)|s)1s,

where TA(fi)(x)=∫Rn∏lj=1Rmj+1(Aj;x,y)|x-y|mK(x,y)fi(y)dy and Rmj+1(Aj;x,y)=Aj(x)-∑|α|

Definition 1.3Let φ(x,r) be a positive measurable function on Rn×(0,∞) and 1≤p

fMp,φ=supx∈Rn,r>0φ(x,r)-1|B(x,r)|-1pfLp(B(x,r))

Note that if φ(x,r)=rλ-np, then Mp,φ(Rn)=Lp,λ(Rn).

Definition 1.4[10]We call function Φ(t) a Young function, if function Φ(t) is a contious, nonnegative, strictly increasing and convex function on [0,∞) with Φ(0)=0 and Φ(t)∞. The Φaverage of a function f over a cube Q is defined as

fΦ,Q=inf{λ>0:1|Q|∫QΦ(|f(x)|λ)dx≤1}.

The examples here are Φ(t)=etr-1 and (t)=t logr(e+t), ?expLr,Q and ?L(log L)r,Q denote Φaverage and average.

In the following, we give some lemmas which will play important roles in proof of our main results.

Lemma 1.1[6]Let 1

|TA(f)|sLp≤C∏lj=1(∑|α|=mjDαAjBMO)|f|sLp.

Remark 1. This Lemma can get from Theorem 2 in [6].

Lemma 1.2[13]Let 1

|f|sL1(Rn)

Lemma 1.3[3]Let A be a function on Rn and DαA∈Λq(Rn) for all α with |α|=m and q>n. Then

|Rm(A;x,y)|≤C|x-y|m∑|α|=m(1|(x,y)|∫(x,y)|DαA(z)|qdz)1q,

where is the cube centered at x with edges parallel to the axes and having diameter 5n|x-y|, Λp(Rn)={f(x),x∈Rn:Λp=supx∈Q(1|Q|∫Q|f(t)|pdt)1p

Lemma 1.4[14](1)For all 1≤p

bBMO≈supB(1|B|∫B|b(y)-bB|p)1p.

(2)Let b∈BMO(Rn). Then there exists a constant C>0 such that

|bB(x,r)-bB(x,t)|≤CbBMOlntr

for 0

Lemma 1.5[7]Let rj≥1 for j=1,…,l and 1r=1r1+…+1r1,b∈BMO. Then

1|Q|∫Q|f1(x)…fl(x)g(x)|dx≤fexpLr1,Q…fexpLrl,QgL(logL)1r,Q

and

b-bBexpL,B≤CbBMO, where bB=1|B|∫Bb(x)dx.

Remark 2. If we use the ball instead of cube, the above results still hold.

2Main result and its proof

Theorem 2.1Let 1

∫∞r(nóng)lnl(e+tr)φ1(x,t)dtt≤Cφ2(x,r),

then |TA|s is bounded from Mp,φ1(Rn) to Mp,φ2(Rn) for all |f|sLp(Rn)

ProofSet B=(x0,r), 2B=B(x0,2r). Without loss of generality, we may assume l=2. Let j(x)=Aj(x)-∑|α|=mj1α!(DαAj)Bxα, then Rmj+1(Aj;x,y)=Rmj+1(j;x,y) and Dαj=DαAj-(DαAj)B for |α|=mj. We split f into two parts, f=g+h={gi}+{hi}={fiχ2B}+{fiχRn\2B}.

(∑∞i=1|TA(fi)(x)|s)1sLp(B)≤(∑∞i=1|TA(gi)(x)|s)1sLp(B)+(∑∞i=1|TA(hi)(x)|s)1sLp(B):=I+II.

For I, by Lemma 2.1 then we have

I≤(∑∞i=1|TA(gi)(x)|s)1sLp≤C∏lj=1(∑|α|=mjDαAjBMO)|g|sLp=

C∏lj=1(∑|α|=mjDαAjBMO)|f|sLp(2B).

On the other hand,

|f|sLp(2B)≈rnp|f|sLp(2B)∫∞2rdttnp+1≤Crnp∫∞2r|f|sLp(B(x0,t))t-np-1dt.

Then we can get

I≤C∏lj=1(∑|α|=mjDαAjBMO)rnp∫∞2r|f|sLp(B(x0,t))t-np-1dt.

Now let us estimate II

(∑∞i=1|TA(hi)(x)|s)1sLp(B)=

(∑∞i=1|∫Rn∏2j=1Rmj+1(j;x,y)|x-y|mK(x,y)hi(y)dy|s)1sLp(B)≤

C(∑∞i=1|∫Rn∏2j=1Rmj(j;x,y)|x-y|mK(x,y)hi(y)dy|s)1sLp(B)+

(∑∞i=1|∑||=m11!∫RnRm2(2;x,y)(x-y)|x-y|mD1(y)K(x,y)hi(y)dy|s)1sLp(B)+

(∑∞i=1|∑||=m21!∫RnRm2(1;x,y)(x-y)|x-y|mD2(y)K(x,y)hi(y)dy|s)1sLp(B)+

(∑∞i=1|∑||=m1,||=m21?。 襌n(x-y)+D1(y)D2(y)|x-y|mK(x,y)hi(y)dy|s)1sLp(B):=

I1+I2+I3+I4

We first estimate I1. By Lemma 2.3 and 2.4, we have

Rmj(j;x,y)≤C|x-y|mj∑|α|=mj(1|Q(x,y)|∫Q(x,y)|DαAj-(DαAj)B|qdz)1q≤

C|x-y|mj∑|α|=mj(|3nB(x,y)||Q(x,y)|1|3nB(x,y)|∫3nB(x,y)|DαAj-(DαAj)B|qdz)1q≤

C|x-y|mj∑|α|=mj(1|3nB(x,y)|∫3nB(x,y)|DαAj-(DαAj)3nB(x,y)|qdz)1q+

C|x-y|mj∑|α|=mj(1|3nB(x,y)|∫3nB(x,y)|(DαAj)3nB(x,y)-(DαAj)B|qdz)1q≤

C|x-y|mj∑|α|=mjDαAjBMO+

C|x-y|mj∑|α|=mjDαAjBMO(1|3nB(x,y)|∫3nB(x,y)|ln(e+3n|x-y|r)|qdz)1q≤

C|x-y|mj∑|α|=mjDαAjBMOln(e+|x-y|r),

where B(x,y) is the ball centered at x and has radius r=|x-y|, 3nB(x,y) denote the ball centered at x and has radius r=3n|x-y|.

Notice that x∈B(x0,r),32|y-x0|≥|y-x0|+|x0-x|≥|y-x|≥|y-x0|-|x0-x|≥12|y-x0|. Then by Lemma 2.2,2.3 and 2.4 and Hlder inequality, we have

(∑∞i=1|∫Rn∏2j=1Rmj(j;x,y)|x-y|mK(x,y)hi(y)dy|s)1s≤

C∏2j=1(∑|α|=mjDαAjBMO)(∫Rn{∑∞i=1|ln2(e+|x-y|r)K(x,y)hi(y)s|}1sdy)≤

C∏2j=1(∑|α|=mjDαAjBMO)(∫|y-x0|>2rln2(e+|x-y|r)|f|s|x-y|-ndy)≤

C∏2j=1(∑|α|=mjDαAjBMO)(∫|y-x0|>2rln2(e+|x0-y|r)|f|s|x0-y|-ndy)≤

C∏2j=1(∑|α|=mjDαAjBMO)(∫|y-x0|>2rln2(e+|x0-y|r)|f|s∫+∞|y-x0|dttn+1dy)≤

C∏2j=1(∑|α|=mjDαAjBMO)(∫+∞2r∫2r

C∏2j=1(∑|α|=mjDαAjBMO)(∫+∞2rln2(e+tr)∫2r

C∏2j=1(∑|α|=mjDαAjBMO)(∫+∞2rln2(e+tr)|f|sLp(B(x0,t))t-np-1dt).

So we get

I1≤C∏2j=1(∑|α|=mjDαAjBMO)rnp∫+∞2rln2(e+tr)|f|sLp(B(x0,t))t-np-1dt.

Next, we estimate I2. Applying Lemma 2.2, 2.3 and 2.4 and Hlder inequality, note that 32|y-x0|≥|y-x|≥12|y-x0|,then we obtain

(∑∞i=1|∑||=m11!∫RnRm2(2;x,y)(x-y)|x-y|mD1(y)K(x,y)hi(y)dy|s)1s≤

C∑||=m2DA2BMO(∑∞i=1|∑||=m1∫Rnln(e+|x-y|r)D1(y)K(x,y)hi(y)dy|s)1s≤

C∑||=m2DA2BMO∫Rn{∑∞i=1|∑||=m1ln(e+|x-y|r)D1(y)K(x,y)hi(y)|s}1sdy≤

C∑||=m2DA2BMO∫|y-x0|>2rln(e+x0-yr)|∑||=m1D1(y)||f|s1|x0-y|ndy≤

C∑||=m2DA2BMO∫|y-x0|>2rln(e+x0-yr)|∑||=m1D1(y)||f|s∫+∞|y-x0|dttn+1dy≤

C∑||=m2DA2BMO∫+∞2rln(e+tr)∫2r

C∑||=m2DA2BMO∫+∞2rln(e+tr)∑||=m1D1(y)Lp′(B(x0,t))|f|sLp(B(x0,t))dttn+1≤

C∑||=m2DA2BMO∫+∞2rln(e+tr)∑||=m1(1|B(x0,t)|∫B(x0,t)|DA1(y)-(DA1)B|p′)1p′

|f|sLp(B(x0,t))t-np-1dt≤

C∑||=m2DA2BMO∫+∞2rln(e+tr)∑||=m1(1|B(x0,t)|∫B(x0,t)|DA1(y)-(DA1)B(x0,t)|p′)1p′

|f|sLp(B(x0,t))t-np-1dt≤

C∑||=m2DA2BMO∫+∞2rln(e+tr)∑||=m1(1|B(x0,t)|∫B(x0,t)|(DA1)B(x0,t)-(DA1)B|p′)1p′

|f|sLp(B(x0,t))t-np-1dt≤

C∏2j=1(∑|α|=mjDαAjBMO)(∫+∞2rln2(e+tr)|f|sLp(B(x0,t))t-np-1dt)+

C∏2j=1(∑|α|=mjDαAjBMO)(∫+∞2rln2(e+tr)|f|sLp(B(x0,t))t-np-1dt)≤

C∏2j=1(∑|α|=mjDαAjBMO)(∫+∞2rln2(e+tr)|f|sLp(B(x0,t))t-np-1dt).

Then

I2≤C∏2j=1(∑|α|=mjDαAjBMO)rnp∫+∞2rln2(e+tr)|f|sLp(B(x0,t))t-np-1dt.

Using the same method in proof of I2, we can get

I3≤C∏2j=1(∑|α|=mjDαAjBMO)rnp∫+∞2rln2(e+tr)|f|sLp(B(x0,t))t-np-1dt.

Finally we estimate I4, by Lemma 2.2, 2.3 and 2.4 and Hlder inequality, notice that 32|y-x0|≥|x-y|≥12|y-x0|, then we have that

(∑∞i=1|∑||=m1,||=m21?。 襌n(x-y)+D1(y)D2(y)|x-y|mK(x,y)hi(y)dy|s)1s≤

C(∑∞i=1|∑||=m1,||=m2∫Rn|D1(y)D2(y)K(x,y)hi(y)dy|s)1s≤

C∑||=m1,||=m2∫|y-x0|>2r|D1(y)D2(y)|1|y-x0|n|f|sdy≤

C∑||=m1,||=m2∫|y-x0|>2r|D1(y)D2(y)||f|s∫+∞|y-x0|dttn+1dy≤

C∑||=m1,||=m2∫+∞2r∫2r

C∑||=m1,||=m2∫+∞2r∫2r

C∑||=m1,||=m2∫+∞2r∫2r

(DA2(y)-(DA2)B)|p′dy)1p′|f|sLp(B(x0,t))t-np-1dt≤

C∑||=m1,||=m2∫+∞2r∫2r

[DA2(y)-(DA2)B(x0,t)]|p′dy)1p′|f|sLp(B(x0,t))t-np-1dt+

C∑||=m1,||=m2∫+∞2r∫2r

[(DA2)Bx0,t-(DA2)B]|p′dy)1p′|f|sLp(B(x0,t))t-np-1dt+

C∑||=m1,||=m2∫+∞2r∫2r

[DA2(y)-(DA2)B(x0,t)]|p′dy)1p′|f|sLp(B(x0,t))t-np-1dt+

C∑||=m1,||=m2∫+∞2r∫2r

[(DA2)B(x0,t)-(DA2)B]|p′dy)1p′|f|sLp(B(x0,t))t-np-1dt:=I14+I24+I34+I44.

For I14, by Lemma 2.5 we have

I14≤C∫+∞2r∑||=m1([DA1(y)-(DA1)B(x0,t)]p′expL1p′,B(x0,t))1p′|f|sLp(B(x0,t))t-np-1

(1L(log L)12p′,B(x0,t))1p′∑||=m2([DA2(y)-(DA2)B(x0,t)]p′expL1p′,B(x0,t))1p′dt≤

C∫+∞2r∑||=m1[DA1(y)-(DA1)B(x0,t)]expL,B(x0,t)|f|sLp(B(x0,t))

∑||=m2[DA2(y)-(DA2)B(x0,t)]expL,B(x0,t)t-np-1dt≤

C∏2j=1(∑|α|=mjDαAjBMO)∫+∞2r|f|sLp(B(x0,t))t-np-1dt.

The estimate of I24 is as follows

I24≤C∑||=m2DA2BMO∑||=m1∫+∞2rln(e+tr)(1|B(x0,t)|∫B(x0,t)|DA1(y)-(DA1)B(x0,t)|p′dy)1p′

|f|sLp(B(x0,t))t-np-1dt≤

C∏2j=1(∑|α|=mjDαAjBMO)∫+∞2rln(e+tr)|f|sLp(B(x0,t))t-np-1dt.

The estimate of I34 is the same as above.

I34≤C∏2j=1(∑|α|=mjDαAjBMO)∫+∞2rln(e+tr)|f|sLp(B(x0,t))t-np-1dt.

Now we estimate I44.

I44≤C∏2j=1(∑|α|=mjDαAjBMO)∫+∞2rln2(e+tr)|f|sLp(B(x0,t))t-np-1dt.

According to the above estimate, we obtain

I4≤C∏2j=1(∑|α|=mjDαAjBMO)rnp∫+∞2rln2(e+tr)|f|sLp(B(x0,t))t-np-1dt.

Thus,

(∑∞i=1|TA(fi)(x)|s)1sLp(B)≤C∏lj=1(∑|α|=mjDαAjBMO)rnp∫+∞2rlnl(e+tr)|f|sLp(B(x0,t))t-np-1dt.

Then according to the condition,

|TA|sMp,φ2=supx0∈Rn,r>0φ2(x,r)-1|B(x,r)|-np|TA|sLp(B(x0,r))≤

C∏lj=1(∑|α|=mjDαAjBMO)supx0∈Rn,r>01φ2(x0,r)∫+∞r(nóng)lnl(e+tr)|f|sLp(B(x0,t))dt≤

C∏lj=1(∑|α|=mjDαAjBMO)|f|sMp,φ1supx0∈Rn,r>01φ2(x0,r)∫+∞r(nóng)lnl(e+tr)φ1(x0,t)dtt≤

C∏lj=1(∑|α|=mjDαAjBMO)|f|sMp,φ1.

The proof is completed.

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篇4

關(guān)鍵詞:網(wǎng)絡(luò)容量擴(kuò)充;移動(dòng)辦公;提高老舊寫字樓競(jìng)爭(zhēng)力

中圖分類號(hào):TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1007-9599 (2012) 11-0000-02

一、前言

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為決定一個(gè)公司企業(yè)能否正常運(yùn)轉(zhuǎn)的重要因素,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)公司企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)和員工獲取資源和信息的主要途徑之一,它能把企業(yè)中的從事行政管理、生產(chǎn)、銷售、售后、研發(fā)活動(dòng)的人員緊密地聯(lián)系在一起,在企業(yè)生產(chǎn)以及創(chuàng)造利潤(rùn)中的作用與地位日益顯著。因此,如果沒(méi)有計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò),有相當(dāng)一部分公司企業(yè)尤其是從事金融、貿(mào)易、物流行業(yè)的公司企業(yè)將無(wú)法運(yùn)轉(zhuǎn)。但很多寫字樓或辦公場(chǎng)所由于建設(shè)之初采用的是有線計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)布線,從實(shí)踐結(jié)果來(lái)看,由于目前網(wǎng)絡(luò)是“有線”的,所以在后期使用過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)很多困難。例如,有些位置信息點(diǎn)數(shù)量無(wú)法滿足實(shí)際需要導(dǎo)致進(jìn)駐的公司無(wú)法人手一個(gè)信息接入點(diǎn);有些地方信息點(diǎn)的位置跟公司企業(yè)辦公室計(jì)劃的辦公桌擺放位置沖突最終導(dǎo)致這些公司企業(yè)不得不妥協(xié);由于有線接入的信息點(diǎn)位置固定無(wú)法調(diào)整導(dǎo)致進(jìn)駐公司的辦公室內(nèi)部裝修受到各種限制;由于寫字樓已投入使用樓內(nèi)布線通道已經(jīng)被各類線纜占滿導(dǎo)致無(wú)法為擴(kuò)充網(wǎng)絡(luò)容量新增信息點(diǎn)進(jìn)行樓內(nèi)布線等等。而上述這些都可以通過(guò)合理的部署無(wú)線網(wǎng)絡(luò)來(lái)解決。

此外隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展,公司企業(yè)對(duì)于網(wǎng)絡(luò)的依賴性相當(dāng)之高,“隨時(shí)隨地獲取信息”已成為公司企業(yè)的新需求。但是,傳統(tǒng)的有線網(wǎng)存在著諸多“網(wǎng)絡(luò)盲點(diǎn)”,比如許多不宜網(wǎng)絡(luò)布線的場(chǎng)館設(shè)施如何聯(lián)網(wǎng)?在會(huì)議室等場(chǎng)合如何突破網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)限制、實(shí)現(xiàn)多人同時(shí)上網(wǎng)的問(wèn)題?便攜電腦、IPAD、智能手機(jī)等移動(dòng)智能終端的使用的日益增長(zhǎng),造成有線網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足公司企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)和員工“隨時(shí)隨地”獲取資源和信息的需求。因此,通過(guò)wlan無(wú)線計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)是解決上述矛盾主要途徑。

二、公司企業(yè)WLAN應(yīng)用分析

隨著傳統(tǒng)局域網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)越來(lái)越不能滿足人們的需求,于是無(wú)線局域網(wǎng)(Wireless Local Area Network)WLAN應(yīng)運(yùn)而生且發(fā)展迅速。近年來(lái)無(wú)線局域網(wǎng)的技術(shù)產(chǎn)品逐漸走向成熟,正以它優(yōu)越的靈活性和便捷性在網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中發(fā)揮日益重要的作用。WLAN網(wǎng)絡(luò)以其靈活性、移動(dòng)性、易于部署等特點(diǎn)能有效解決前言中描述問(wèn)題,必將逐漸成為企業(yè)部署網(wǎng)絡(luò)的一種主流技術(shù)。

對(duì)于大型寫字樓的辦公環(huán)境來(lái)說(shuō),架設(shè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò),是從擴(kuò)容現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)容量、實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)信號(hào)在寫字樓內(nèi)全覆蓋、解決樓內(nèi)移動(dòng)辦公和提高工作效率出發(fā)的,其帶來(lái)的網(wǎng)絡(luò)延伸性和便捷移動(dòng)性是無(wú)可比擬的,諸如公司內(nèi)部的在線會(huì)議、網(wǎng)絡(luò)電話、都將會(huì)方便很多,如果同時(shí)實(shí)現(xiàn)FMC(有線與無(wú)線的融合網(wǎng)絡(luò)),則對(duì)于跨地區(qū)或跨國(guó)企業(yè)的通信成本將大為減少。

大型寫字樓的WLAN無(wú)線網(wǎng)絡(luò)建設(shè)可以分利用現(xiàn)有固定有線網(wǎng)絡(luò)資源,在寫字樓內(nèi)原有網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上僅增加AC設(shè)備、AP設(shè)備、網(wǎng)管系統(tǒng)、POE交換機(jī)等WLAN相關(guān)套件,構(gòu)建完美的WLAN網(wǎng)絡(luò)覆蓋,為企業(yè)和員工提供良好的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用環(huán)境。

三、公司企業(yè)WLAN無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用需求

每個(gè)公司企業(yè)根據(jù)自身的業(yè)務(wù)需要對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的具體要求也各不一樣,但在安全性、可靠性、用戶管理和計(jì)費(fèi)認(rèn)證這些方面的需求總體上是一致的,下面我們從這幾方面來(lái)分析一下在WLAN無(wú)線網(wǎng)絡(luò)建設(shè)過(guò)程中需要注意的問(wèn)題。

(一)基于個(gè)人用戶的運(yùn)營(yíng)管理

由于大型寫字樓內(nèi)有很多個(gè)公司企業(yè),因此部署WLAN無(wú)線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)需要支持運(yùn)營(yíng)管理功能,能夠根據(jù)單個(gè)用戶實(shí)現(xiàn)用戶管理,包括:認(rèn)證、計(jì)費(fèi)、安全控制、QoS控制等。此外還需支持?jǐn)?shù)據(jù)、語(yǔ)音等多種業(yè)務(wù),有其它智能業(yè)務(wù)擴(kuò)展能力,如多媒體業(yè)務(wù)、精準(zhǔn)的無(wú)線物理定位功能、無(wú)線視頻、無(wú)線對(duì)講功能等。

(二)滿足企業(yè)特點(diǎn)的安全和可靠性

大型寫字樓內(nèi)針對(duì)多個(gè)公司企業(yè)的WLAN無(wú)線網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的目標(biāo)是建設(shè)一個(gè)可管理、可運(yùn)營(yíng)網(wǎng)絡(luò),這樣的定位對(duì)網(wǎng)絡(luò)的可靠性、安全、加密和非授權(quán)用戶的控制提出了更明確的要求,因此在建設(shè)大型寫字樓內(nèi)WLAN無(wú)線計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)時(shí)就必須保證WLAN無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)管系統(tǒng)必須具備以下功能:

1.支持精確的無(wú)線入侵、射頻干擾、非法AP定位和隔離。

2.冗余的中央服務(wù)控制保證企業(yè)復(fù)雜接入環(huán)境的安全無(wú)線接入。

3.訪客隔離機(jī)制,保證訪客用戶與公司企業(yè)網(wǎng)用戶的隔離。

4.同時(shí)支持端到端的網(wǎng)絡(luò)可靠性保證技術(shù)。

(三)滿足生產(chǎn)、運(yùn)營(yíng)網(wǎng)絡(luò)要求的運(yùn)維和管理

大型寫字樓內(nèi)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)模大、環(huán)境復(fù)雜,因此無(wú)線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)應(yīng)該支持高效的運(yùn)營(yíng)網(wǎng)絡(luò)級(jí)的管理功能,方便未來(lái)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)維管理。因此必須結(jié)合寫字樓內(nèi)已有的有線計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)可分級(jí)的一體化網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng),使有線、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)管理相結(jié)合,集中與分布式管理相結(jié)合,為運(yùn)營(yíng)維護(hù)提供高效率和低成本。

(四)支持用戶全網(wǎng)漫游

由于大型寫字樓的樓層多、樓內(nèi)辦公面積,因此在寫字樓內(nèi)部署的WLAN無(wú)線網(wǎng)絡(luò)必須支持用戶全網(wǎng)快速、安全、無(wú)縫漫游,保證用戶在樓內(nèi)移動(dòng)過(guò)程中可以保證IP地址不變、網(wǎng)絡(luò)連接不間斷、應(yīng)用會(huì)話不間斷,從而保證用戶網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用在移動(dòng)中的不間斷性。

篇5

論文摘要:將量子化學(xué)原理及方法引入材料科學(xué)、能源以及生物大分子體系研究領(lǐng)域中無(wú)疑將從更高的理論起點(diǎn)來(lái)認(rèn)識(shí)微觀尺度上的各種參數(shù)、性能和規(guī)律,這將對(duì)材料科學(xué)、能源以及生物大分子體系的發(fā)展有著重要的意義。

量子化學(xué)是將量子力學(xué)的原理應(yīng)用到化學(xué)中而產(chǎn)生的一門學(xué)科,經(jīng)過(guò)化學(xué)家們的努力,量子化學(xué)理論和計(jì)算方法在近幾十年來(lái)取得了很大的發(fā)展,在定性和定量地闡明許多分子、原子和電子尺度級(jí)問(wèn)題上已經(jīng)受到足夠的重視。目前,量子化學(xué)已被廣泛應(yīng)用于化學(xué)的各個(gè)分支以及生物、醫(yī)藥、材料、環(huán)境、能源、軍事等領(lǐng)域,取得了豐富的理論成果,并對(duì)實(shí)際工作起到了很好的指導(dǎo)作用。本文僅對(duì)量子化學(xué)原理及方法在材料、能源和生物大分子體系研究領(lǐng)域做一簡(jiǎn)要介紹。

一、 在材料科學(xué)中的應(yīng)用

(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(jì)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(shí)際問(wèn)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(duì)水泥石的強(qiáng)度起著關(guān)鍵作用。程新等[1 ,2]在假設(shè)材料的力學(xué)強(qiáng)度決定于化學(xué)鍵強(qiáng)度的前提下,研究了幾種鈣礬石相力學(xué)強(qiáng)度的大小差異。計(jì)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(jí)基本一致,而含Sr 鈣礬石、含Ba 鈣礬石中的Sr,Ba 原子鍵級(jí)與Sr-O,Ba -O共價(jià)鍵級(jí)都分別大于含Ca 鈣礬石中的Ca 原子鍵級(jí)和Ca -O共價(jià)鍵級(jí),由此認(rèn)為,含Sr 、Ba 硫鋁酸鹽的膠凝強(qiáng)度高于硫鋁酸鈣的膠凝強(qiáng)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(lái),也為水泥材料的設(shè)計(jì)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(guò)渡金屬(Fe 、Co、Ni)中氫雜質(zhì)的超精細(xì)場(chǎng)和電子結(jié)構(gòu),通過(guò)量子化學(xué)計(jì)算表明,含有雜質(zhì)石原子的磁矩要降低,這與實(shí)驗(yàn)結(jié)果非常一致。閔新民等[4]通過(guò)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(jì)算值與實(shí)驗(yàn)值定性趨勢(shì)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(jì)算[5]。再比如說(shuō),NbO2是一個(gè)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(guò)量子化學(xué)方法進(jìn)行的計(jì)算和討論,并通過(guò)計(jì)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(jì)算機(jī)時(shí)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(shí)由于電子計(jì)算機(jī)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(jī)理和動(dòng)力學(xué)性質(zhì)方面的應(yīng)用

煤是重要的能源之一。近年來(lái)隨著量子化學(xué)理論的發(fā)展和量子化學(xué)計(jì)算方法以及計(jì)算技術(shù)的進(jìn)步,量子化學(xué)方法對(duì)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(jì)算在研究煤的模型分子裂解反應(yīng)機(jī)理和預(yù)測(cè)反應(yīng)方向方面有許多成功的例子, 如低級(jí)芳香烴作為碳/ 碳復(fù)合材料碳前驅(qū)體熱解機(jī)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(shí)對(duì)所研究的低級(jí)芳香烴設(shè)想可能的自由基裂解路徑,由Guassian 98 程序中的半經(jīng)驗(yàn)方法UAM1 、在UHF/ 3-21G*水平的從頭計(jì)算方法和考慮了電子相關(guān)效應(yīng)的密度泛函UB3L YP/ 3-21G*方法對(duì)設(shè)計(jì)路徑的熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)進(jìn)行了計(jì)算。由理論計(jì)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(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比有較好的一致性,對(duì)煤熱解的量子化學(xué)基礎(chǔ)的研究有重要意義[7]。 轉(zhuǎn)貼于

(二)在鋰離子電池研究中的應(yīng)用

鋰離子二次電池因?yàn)榫哂须娙萘看?、工作電壓高、循環(huán)壽命長(zhǎng)、安全可靠、無(wú)記憶效應(yīng)、重量輕等優(yōu)點(diǎn),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(dòng)汽車、軍用潛水艇、飛機(jī)、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(guò)程實(shí)際上是Li + 離子在正負(fù)兩電極之間來(lái)回嵌入和脫嵌的過(guò)程。因此,深入鋰的嵌入-脫嵌機(jī)理對(duì)進(jìn)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(yàn)分子軌道法以C32 H14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(rèn)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(duì)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(jià)性的Li - Li 的混合物。Satoru 等[10] 用分子軌道計(jì)算法,對(duì)低結(jié)晶度的炭素材料的摻鋰反應(yīng)進(jìn)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(duì)材料晶體結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步認(rèn)識(shí)和計(jì)算機(jī)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(huì)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(jì)算一直是一個(gè)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(duì)體系進(jìn)行精細(xì)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(shí)別與結(jié)合過(guò)程及作用方式等,都很有必要運(yùn)用量子化學(xué)的方法對(duì)這些生物大分子體系進(jìn)行研究。毫無(wú)疑問(wèn),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(jì)并合成人工酶;可以揭示遺傳與變異的奧秘, 進(jìn)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(guò)程和作用特點(diǎn)設(shè)計(jì)高效低毒的新藥等等,可見運(yùn)用量子化學(xué)的手段來(lái)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(lái),由于電子計(jì)算機(jī)的飛速發(fā)展和普及,量子化學(xué)計(jì)算變得更加迅速和方便??梢灶A(yù)言,在不久的將來(lái),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(xiàn):

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[3]李北星,程新.建筑材料學(xué)報(bào),1999,2(2):147

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[9]Ago H ,Kato M,Yahara A K. et al. Journal of the Electrochemical Society, 1999, 146(4):1262

篇6

【關(guān)鍵詞】藥品;量子;信息系統(tǒng);數(shù)據(jù)挖掘;設(shè)計(jì)

1 藥品信息量子化

量子的概念源自物理學(xué),普朗克是“量子物理學(xué)”的開創(chuàng)者和奠基人。1900年普朗克拋棄“能量是連續(xù)的”這一傳統(tǒng)經(jīng)典物理學(xué)觀念,證明了物質(zhì)輻射的能量是不連續(xù)的,只能是某一最小能量的整數(shù)倍,普朗克把這一最小能量單位稱為“能量子”,簡(jiǎn)稱“量子” [1]。

藥品信息“量子化”是指將紛繁復(fù)雜的、模糊有噪聲的藥品信息合理解析成具有獨(dú)立內(nèi)涵的、不可再分的最小信息單位,即“量子”。將藥品原始數(shù)據(jù)“量子化”的方法,使藥品復(fù)雜數(shù)據(jù)簡(jiǎn)潔化、精確化、規(guī)范化,提高了計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)處理速度,為數(shù)據(jù)庫(kù)知識(shí)發(fā)現(xiàn)奠定基礎(chǔ)。

2 醫(yī)院藥品量子信息數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的分析

2.1系統(tǒng)的功能分析

2.1.1智能化檢索功能 為方便醫(yī)護(hù)人員等查找需要的藥品信息,系統(tǒng)檢索功能必不可少,本系統(tǒng)不僅可以通過(guò)輸入關(guān)鍵詞進(jìn)行普通檢索和高級(jí)檢索,還可通過(guò)下拉列表選擇相關(guān)“量子”進(jìn)行智能化檢索。

2.1.2 輔助實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)挖掘功能 藥品數(shù)據(jù)最大的特點(diǎn)是“數(shù)據(jù)海量,信息缺乏”。如何從海量的、有噪聲的、模糊的醫(yī)藥學(xué)數(shù)據(jù)中,提取出隱含其中的、人們事先未知又潛在有用、能輔助臨床用藥決策的信息,是數(shù)據(jù)挖掘(DM)最終解決的問(wèn)題。而數(shù)據(jù)挖掘過(guò)程中一個(gè)關(guān)鍵步驟就是數(shù)據(jù)的預(yù)處理,即數(shù)據(jù)的清洗、集成、轉(zhuǎn)化和消減等。本文提出的藥品信息“量子化”即是數(shù)據(jù)的預(yù)處理過(guò)程,它為醫(yī)藥學(xué)數(shù)據(jù)挖掘的實(shí)現(xiàn)邁出關(guān)鍵性的一步。

2.1.3 數(shù)據(jù)維護(hù)功能 包括數(shù)據(jù)更新、備份和恢復(fù)功能。數(shù)據(jù)更新包括藥品數(shù)據(jù)的修改、刪除、添加等,以便保證當(dāng)前藥品信息的實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性。對(duì)于一個(gè)完整的系統(tǒng)而言,備份和恢復(fù)功能也是必不可少的組成部分,當(dāng)應(yīng)用系統(tǒng)發(fā)生災(zāi)難性錯(cuò)誤時(shí),備份和恢復(fù)功能可使系統(tǒng)避免數(shù)據(jù)丟失帶來(lái)的巨大損失。而即便系統(tǒng)沒(méi)有數(shù)據(jù)丟失或破壞,備份和恢復(fù)功能仍具有重大意義,它為我們進(jìn)行歷史數(shù)據(jù)的查詢、統(tǒng)計(jì)和分析,以及重要信息歸檔保存提供了可能[2]。

2.2 系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)分析

2.2.1更快捷的計(jì)算機(jī)處理速度 國(guó)內(nèi)大多數(shù)醫(yī)院藥品信息數(shù)據(jù)庫(kù)僅是藥品說(shuō)明書等的簡(jiǎn)單堆砌,并未對(duì)藥品信息進(jìn)行有效的預(yù)處理,這顯然會(huì)影響計(jì)算機(jī)的處理速度。本系統(tǒng)將這些復(fù)雜模糊、不規(guī)范的藥品信息經(jīng)專業(yè)人員處理成簡(jiǎn)潔、精確、規(guī)范的“量子”,并歸類編碼建立量子數(shù)據(jù)庫(kù)后,計(jì)算機(jī)便可對(duì)這些“量子”進(jìn)行快速處理。藥品量子信息數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)較普通數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)有更快捷的處理速度。

2.2.2更智能的客戶端檢索模式 普通客戶端檢索模式不能滿足信息多元化檢索需求,本系統(tǒng)除一般數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)所具有的普通檢索和高級(jí)檢索外,還特別設(shè)計(jì)了量子檢索模塊。這種量子檢索模塊不僅能幫助用戶迅速檢索出同時(shí)滿足多種條件的精確信息,且由于各種藥品信息均已進(jìn)行精確的量子歸類,便于計(jì)算機(jī)處理。

2.2.3更前瞻性的為數(shù)據(jù)挖掘服務(wù) 數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的應(yīng)用對(duì)臨床用藥決策及醫(yī)藥學(xué)研究等具有重要的意義。如,根據(jù)病人反饋使用某些藥品后產(chǎn)生的不良反應(yīng)數(shù)據(jù),通過(guò)數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)發(fā)現(xiàn),聯(lián)合用藥可能導(dǎo)致某些不良反應(yīng),或聯(lián)合用藥可能減少某些不良反應(yīng),或者同一種藥品由不同性別、年齡、體質(zhì)的患者使用可能產(chǎn)生不同的反應(yīng)等,這些將為醫(yī)師指導(dǎo)患者臨床用藥提供重要幫助。藥品信息“量子化”為醫(yī)藥學(xué)數(shù)據(jù)挖掘的實(shí)現(xiàn)奠定基礎(chǔ)。

3 醫(yī)院藥品說(shuō)明書數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

3.1系統(tǒng)的總體架構(gòu)設(shè)計(jì)本系統(tǒng)采用分布式多層體系結(jié)構(gòu)。實(shí)現(xiàn)分布式應(yīng)用的成熟技術(shù)主要有COM/DCOM和CORBA ,由于本系統(tǒng)在Windows平臺(tái)上運(yùn)行,所以選用COM/DCOM為實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)。采用多層結(jié)構(gòu)后,為了避免在WEB應(yīng)用程序中進(jìn)行直接數(shù)據(jù)庫(kù)操作和事務(wù)管理,將數(shù)據(jù)庫(kù)操作和事務(wù)管理轉(zhuǎn)移到中間件中處理。即第一層是客戶層,客戶可以通過(guò)使用GUI與應(yīng)用程序進(jìn)行交互;第二層是中間層,通常由一個(gè)和多個(gè)應(yīng)用服務(wù)器組成。應(yīng)用服務(wù)器處理客戶的請(qǐng)求,然后將結(jié)果返回客戶層;第三層是數(shù)據(jù)層,用于駐留業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的地方,在處理業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)時(shí),由中間層訪問(wèn)數(shù)據(jù)層[3]。

3.2系統(tǒng)的功能模塊設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)的主要構(gòu)成模塊,如圖1所示。

參考文獻(xiàn)

[1]趙凱華,羅蔚茵.量子物理[M].北京:高等教育出版社,2006:1-10.

篇7

[關(guān)鍵詞] 網(wǎng)絡(luò)支付 信息安全 量子計(jì)算 量子密碼

目前電子商務(wù)日益普及,電子貨幣、電子支票、信用卡等綜合網(wǎng)絡(luò)支付手段已經(jīng)得到普遍使用。在網(wǎng)絡(luò)支付中,隱私信息需要防止被竊取或盜用。同時(shí),訂貨和付款等信息被競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手獲悉或篡改還可能喪失商機(jī)等。因此在網(wǎng)絡(luò)支付中信息均有加密要求。

一、量子計(jì)算

隨著計(jì)算機(jī)的飛速發(fā)展,破譯數(shù)學(xué)密碼的難度也在降低。若能對(duì)任意極大整數(shù)快速做質(zhì)數(shù)分解,就可破解目前普遍采用的RSA密碼系統(tǒng)。但是以傳統(tǒng)已知最快的方法對(duì)整數(shù)做質(zhì)數(shù)分解,其復(fù)雜度是此整數(shù)位數(shù)的指數(shù)函數(shù)。正是如此巨額的計(jì)算復(fù)雜度保障了密碼系統(tǒng)的安全。

不過(guò)隨著量子計(jì)算機(jī)的出現(xiàn),計(jì)算達(dá)到超高速水平。其潛在計(jì)算速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)的電子計(jì)算機(jī),如一臺(tái)具有5000個(gè)左右量子位(qubit)的量子計(jì)算機(jī)可以在30秒內(nèi)解決傳統(tǒng)超級(jí)計(jì)算機(jī)需要100億年才能解決的問(wèn)題。量子位可代表了一個(gè)0或1,也可代表二者的結(jié)合,或是0和1之間的一種狀態(tài)。根據(jù)量子力學(xué)的基本原理,一個(gè)量子可同時(shí)有兩種狀態(tài),即一個(gè)量子可同時(shí)表示0和1。因此采用L個(gè)量子可一次同時(shí)對(duì)2L個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,從而一步完成海量計(jì)算。

這種對(duì)計(jì)算問(wèn)題的描述方法大大降低了計(jì)算復(fù)雜性,因此建立在這種能力上的量子計(jì)算機(jī)的運(yùn)算能力是傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)所無(wú)法相比的。例如一臺(tái)只有幾千量子比特的相對(duì)較小量子計(jì)算機(jī)就能破譯現(xiàn)存用來(lái)保證網(wǎng)上銀行和信用卡交易信息安全的所有公用密鑰密碼系統(tǒng)。因此,量子計(jì)算機(jī)會(huì)對(duì)現(xiàn)在的密碼系統(tǒng)造成極大威脅。不過(guò),量子力學(xué)同時(shí)也提供了一個(gè)檢測(cè)信息交換是否安全的辦法,即量子密碼技術(shù)。

二、量子密碼技術(shù)的原理

從數(shù)學(xué)上講只要掌握了恰當(dāng)?shù)姆椒ㄈ魏蚊艽a都可破譯。此外,由于密碼在被竊聽、破解時(shí)不會(huì)留下任何痕跡,用戶無(wú)法察覺(jué),就會(huì)繼續(xù)使用同地址、密碼來(lái)存儲(chǔ)傳輸重要信息,從而造成更大損失。然而量子理論將會(huì)完全改變這一切。

自上世紀(jì)90年代以來(lái)科學(xué)家開始了量子密碼的研究。因?yàn)椴捎昧孔用艽a技術(shù)加密的數(shù)據(jù)不可破譯,一旦有人非法獲取這些信息,使用者就會(huì)立即知道并采取措施。無(wú)論多么聰明的竊聽者在破譯密碼時(shí)都會(huì)留下痕跡。更驚嘆的是量子密碼甚至能在被竊聽的同時(shí)自動(dòng)改變。毫無(wú)疑問(wèn)這是一種真正安全、不可竊聽破譯的密碼。

以往密碼學(xué)的理論基礎(chǔ)是數(shù)學(xué),而量子密碼學(xué)的理論基礎(chǔ)是量子力學(xué),利用物理學(xué)原理來(lái)保護(hù)信息。其原理是“海森堡測(cè)不準(zhǔn)原理”中所包含的一個(gè)特性,即當(dāng)有人對(duì)量子系統(tǒng)進(jìn)行偷窺時(shí),同時(shí)也會(huì)破壞這個(gè)系統(tǒng)。在量子物理學(xué)中有一個(gè)“海森堡測(cè)不準(zhǔn)原理”,如果人們開始準(zhǔn)確了解到基本粒子動(dòng)量的變化,那么也就開始喪失對(duì)該粒子位置變化的認(rèn)識(shí)。所以如果使用光去觀察基本粒子,照亮粒子的光(即便僅一個(gè)光子)的行為都會(huì)使之改變路線,從而無(wú)法發(fā)現(xiàn)該粒子的實(shí)際位置。從這個(gè)原理也可知,對(duì)光子來(lái)講只有對(duì)光子實(shí)施干擾才能“看見”光子。因此對(duì)輸運(yùn)光子線路的竊聽會(huì)破壞原通訊線路之間的相互關(guān)系,通訊會(huì)被中斷,這實(shí)際上就是一種不同于傳統(tǒng)需要加密解密的加密技術(shù)。在傳統(tǒng)加密交換中兩個(gè)通訊對(duì)象必須事先擁有共同信息――密鑰,包含需要加密、解密的算法數(shù)據(jù)信息。而先于信息傳輸?shù)拿荑€交換正是傳統(tǒng)加密協(xié)議的弱點(diǎn)。另外,還有“單量子不可復(fù)制定理”。它是上述原理的推論,指在不知道量子狀態(tài)的情況下復(fù)制單個(gè)量子是不可能的,因?yàn)橐獜?fù)制單個(gè)量子就必須先做測(cè)量,而測(cè)量必然會(huì)改變量子狀態(tài)。根據(jù)這兩個(gè)原理,即使量子密碼不幸被電腦黑客獲取,也會(huì)因測(cè)量過(guò)程中對(duì)量子狀態(tài)的改變使得黑客只能得到一些毫無(wú)意義的數(shù)據(jù)。

量子密碼就是利用量子狀態(tài)作為信息加密、解密的密鑰,其原理就是被愛因斯坦稱為“神秘遠(yuǎn)距離活動(dòng)”的量子糾纏。它是一種量子力學(xué)現(xiàn)象,指不論兩個(gè)粒子間距離有多遠(yuǎn),一個(gè)粒子的變化都會(huì)影響另一個(gè)粒子。因此當(dāng)使用一個(gè)特殊晶體將一個(gè)光子割裂成一對(duì)糾纏的光子后,即使相距遙遠(yuǎn)它們也是相互聯(lián)結(jié)的。只要測(cè)量出其中一個(gè)被糾纏光子的屬性,就容易推斷出其他光子的屬性。而且由這些光子產(chǎn)生的密碼只有通過(guò)特定發(fā)送器、吸收器才能閱讀。同時(shí)由于這些光子間的“神秘遠(yuǎn)距離活動(dòng)”獨(dú)一無(wú)二,只要有人要非法破譯這些密碼,就會(huì)不可避免地?cái)_亂光子的性質(zhì)。而且異動(dòng)的光子會(huì)像警鈴一樣顯示出入侵者的蹤跡,再高明的黑客對(duì)這種加密技術(shù)也將一籌莫展。

三、量子密碼技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)支付中的發(fā)展與應(yīng)用

由于量子密碼技術(shù)具有極好的市場(chǎng)前景和科學(xué)價(jià)值,故成為近年來(lái)國(guó)際學(xué)術(shù)界的一個(gè)前沿研究熱點(diǎn),歐洲、北美和日本都進(jìn)行了大量的研究。在一些前沿領(lǐng)域量子密碼技術(shù)非常被看好,許多針對(duì)性的應(yīng)用實(shí)驗(yàn)正在進(jìn)行。例如美國(guó)的BBN多種技術(shù)公司正在試驗(yàn)將量子密碼引進(jìn)因特網(wǎng),并抓緊研究名為“開關(guān)”的設(shè)施,使用戶可在因特網(wǎng)的大量加密量子流中接收屬于自己的密碼信息。應(yīng)用在電子商務(wù)中,這種設(shè)施就可以確保在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)支付時(shí)用戶密碼等各重要信息的安全。

2007年3月國(guó)際上首個(gè)量子密碼通信網(wǎng)絡(luò)由我國(guó)科學(xué)家郭光燦在北京測(cè)試運(yùn)行成功。這是迄今為止國(guó)際公開報(bào)道的惟一無(wú)中轉(zhuǎn)、可同時(shí)任意互通的量子密碼通信網(wǎng)絡(luò),標(biāo)志著量子保密通信技術(shù)從點(diǎn)對(duì)點(diǎn)方式向網(wǎng)絡(luò)化邁出了關(guān)鍵一步。2007年4月日本的研究小組利用商業(yè)光纖線路成功完成了量子密碼傳輸?shù)尿?yàn)證實(shí)驗(yàn),據(jù)悉此研究小組還計(jì)劃在2010年將這種量子密碼傳輸技術(shù)投入使用,為金融機(jī)構(gòu)和政府機(jī)關(guān)提供服務(wù)。

隨著量子密碼技術(shù)的發(fā)展,在不久的將來(lái)它將在網(wǎng)絡(luò)支付的信息保護(hù)方面得到廣泛應(yīng)用,例如獲取安全密鑰、對(duì)數(shù)據(jù)加密、信息隱藏、信息身份認(rèn)證等。相信未來(lái)量子密碼技術(shù)將在確保電子支付安全中發(fā)揮至關(guān)重要的作用。

參考文獻(xiàn):

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篇8

隨著信息技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用,信息安全內(nèi)涵在不斷延伸,從最初的信息保密性發(fā)展到信息的完整性、可用性、可控性和不可否認(rèn)性,進(jìn)而又發(fā)展為“攻(攻擊)、防(防范)、測(cè)(檢測(cè))、控(控制)、管(管理)、評(píng)(評(píng)估)”等多方面基礎(chǔ)理論和實(shí)施技術(shù)。

密碼技術(shù)是信息安全技術(shù)中的核心技術(shù),密碼技術(shù)涉及信息論、計(jì)算機(jī)科學(xué)和密碼學(xué)等多方面知識(shí),它的主要任務(wù)是研究計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和通信網(wǎng)絡(luò)內(nèi)信息的保護(hù)方法以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)信息的安全、保密、真實(shí)和完整。密碼理論與技術(shù)主要包括兩部分,即基于數(shù)學(xué)的密碼理論與技術(shù)包括公鑰密碼、分組密碼、序列密碼、認(rèn)證碼、數(shù)字簽名、Hash函數(shù)、身份識(shí)別、密鑰管理、PKI技術(shù)等)和非數(shù)學(xué)的密碼理論與技術(shù)(包括信息隱形,量子密碼,基于生物特征的識(shí)別理論與技術(shù))。

目前,我國(guó)在密碼技術(shù)應(yīng)用水平方面與國(guó)外還有一定差距。因此,我們必須要自主創(chuàng)新,加速發(fā)展,要有我們自己的算法,自己的一套標(biāo)準(zhǔn),自己的一套體系,來(lái)應(yīng)對(duì)未來(lái)挑戰(zhàn)。

公鑰密碼

項(xiàng)目簡(jiǎn)介:自從公鑰加密問(wèn)世以來(lái),學(xué)者們提出了許多種公鑰加密方法,它們安全性都是基于復(fù)雜數(shù)學(xué)難題。根據(jù)基于數(shù)學(xué)難題來(lái)分類,有以下三類系統(tǒng)目前被認(rèn)為是安全和有效的:大整數(shù)因子分解系統(tǒng)(代表性的有RSA)、橢園曲線離散對(duì)數(shù)系統(tǒng)(ECC)和離散對(duì)數(shù)系統(tǒng) (代表性的有DSA)。

當(dāng)前最著名、應(yīng)用最廣泛的公鑰系統(tǒng)RSA是由Rivet、Shamir、Adelman提出的(簡(jiǎn)稱為“RSA系統(tǒng)”),它的安全性是基于大整數(shù)素因子分解的困難性,而大整數(shù)因子分解問(wèn)題是數(shù)學(xué)上的著名難題,至今沒(méi)有有效方法予以解決,因此可以確保RSA算法的安全性。RSA系統(tǒng)是公鑰系統(tǒng)的最具有典型意義的方法,大多數(shù)使用公鑰密碼進(jìn)行加密和數(shù)字簽名的產(chǎn)品和標(biāo)準(zhǔn)使用的都是RSA算法。RSA方法的優(yōu)點(diǎn)主要在于原理簡(jiǎn)單,易于使用。但是,隨著分解大整數(shù)方法的進(jìn)步及完善、計(jì)算機(jī)速度的提高以及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展,作為RSA加解密安全保障的大整數(shù)要求越來(lái)越大。為了保證RSA使用的安全性,其密鑰的位數(shù)一直在增加,比如,目前一般認(rèn)為RSA需要1024位以上的字長(zhǎng)才有安全保障。但是,密鑰長(zhǎng)度的增加導(dǎo)致了其加解密的速度大為降低,硬件實(shí)現(xiàn)也變得越來(lái)越難以忍受,這對(duì)使用RSA的應(yīng)用帶來(lái)了很重的負(fù)擔(dān),對(duì)進(jìn)行大量安全交易的電子商務(wù)更是如此,從而使得其應(yīng)用范圍越來(lái)越受到制約。

安全性更高、算法實(shí)現(xiàn)性能更好的公鑰系統(tǒng)橢圓曲線加密算法ECC(Elliptic Curve Cryptography)是基于離散對(duì)數(shù)的計(jì)算困難性。橢圓曲線加密方法與RSA方法相比,具有安全性更高,計(jì)算量小,處理速度快,存儲(chǔ)空間占用小,寬帶要求低等特點(diǎn),ECC的這些特點(diǎn)使它必將取代RSA,成為通用的公鑰加密算法。比如SET協(xié)議的制定者已把它作為下一代SET協(xié)議中缺省的公鑰密碼算法。

意義:公鑰密碼的快速實(shí)現(xiàn)是當(dāng)前公鑰密碼研究中的一個(gè)熱點(diǎn),包括算法優(yōu)化和程序優(yōu)化。另一個(gè)人們所關(guān)注的問(wèn)題是橢圓曲線公鑰密碼的安全性論證問(wèn)題。

序列密碼

項(xiàng)目簡(jiǎn)介:序列密碼作用于由若干位組成的一些小型組,通常使用稱為密鑰流的一個(gè)位序列作為密鑰對(duì)它們逐位應(yīng)用“異或”運(yùn)算。有些序列密碼基于一種稱作“線形 反饋移位寄存器(Linear Feedback Shift Register,LFSR)”的機(jī)制,該機(jī)制生成一個(gè)二進(jìn)制位序列。

序列密碼是由一種專業(yè)的密碼,Vernam密碼(也稱為一次性密碼本(one-time pad)),發(fā)展而來(lái)的。序列密碼的示例包括 RC4 和“軟件優(yōu)化加密算法(Software Optimized Encryption Algorithm SEAL)”,以及 Vernam 密碼或一次性密碼本的特殊情形。

序列密碼主要用于政府、軍方等國(guó)家要害部門,盡管用于這些部門的理論和技術(shù)都是保密的,但由于一些數(shù)學(xué)工具(比如代數(shù)、數(shù)論、概率等)可用于研究序列密碼,其理論和技術(shù)相對(duì)而言比較成熟。從八十年代中期到九十年代初,序列密碼的研究非常熱,在序列密碼的設(shè)計(jì)與生成以及分析方面出現(xiàn)了一大批有價(jià)值的成果,我國(guó)學(xué)者在這方面也做了非常優(yōu)秀的工作。雖然,近年來(lái)序列密碼不是一個(gè)研究熱點(diǎn),但有很多有價(jià)值的公開問(wèn)題需要進(jìn)一步解決,比如自同步流密碼的研究,有記憶前饋網(wǎng)絡(luò)密碼系統(tǒng)的研究,混沌序列密碼和新研究方法的探索等。另外,雖然沒(méi)有制定序列密碼標(biāo)準(zhǔn),但在一些系統(tǒng)中廣泛使用了序列密碼比如RC4,用于存儲(chǔ)加密。

意義:目前,歐洲的NESSIE計(jì)劃中已經(jīng)包括了序列密碼標(biāo)準(zhǔn)的制定,這一舉措有可能導(dǎo)致序列密碼研究熱。

身份認(rèn)證

項(xiàng)目簡(jiǎn)介:身份認(rèn)證是指計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)確認(rèn)操作者身份的過(guò)程。身份認(rèn)證技術(shù)從是否使用硬件可以分為軟件認(rèn)證和硬件認(rèn)證,從認(rèn)證需要驗(yàn)證的條件來(lái)看,可以分為單因子認(rèn)證和雙因子認(rèn)證。從認(rèn)證信息來(lái)看,可以分為靜態(tài)認(rèn)證和動(dòng)態(tài)認(rèn)證。身份認(rèn)證技術(shù)的發(fā)展,經(jīng)歷了從軟件認(rèn)證到硬件認(rèn)證,從單因子認(rèn)證到雙因子認(rèn)證,從靜態(tài)認(rèn)證到動(dòng)態(tài)認(rèn)證的過(guò)程?,F(xiàn)在計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中常用的身份認(rèn)證方式主要有以下幾種:用戶名/密碼方式,IC卡認(rèn)證,動(dòng)態(tài)口令,生物特征認(rèn)證,USB Key認(rèn)證等。

基于USB Key的身份認(rèn)證方式是近幾年發(fā)展起來(lái)的一種方便、安全、經(jīng)濟(jì)的身份認(rèn)證技術(shù),它采用軟硬件相結(jié)合一次一密的強(qiáng)雙因子認(rèn)證模式,很好地解決了安全性與易用性之間的矛盾。USB Key是一種USB接口的硬件設(shè)備,它內(nèi)置單片機(jī)或智能卡芯片,可以存儲(chǔ)用戶的密鑰或數(shù)字證書,利用USB Key內(nèi)置的密碼學(xué)算法實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶身份的認(rèn)證?;赨SB Key身份認(rèn)證系統(tǒng)主要有兩種應(yīng)用模式:一是基于沖擊/相應(yīng)的認(rèn)證模式,二是基于PKI體系的認(rèn)證模式。由于USB Key具有安全可靠,便于攜帶、使用方便、成本低廉的優(yōu)點(diǎn),加上PKI體系完善的數(shù)據(jù)保護(hù)機(jī)制,使用USB Key存儲(chǔ)數(shù)字證書的認(rèn)證方式已經(jīng)成為目前以及未來(lái)最具有前景的主要認(rèn)證模式。

意義:身份安全是信息安全的基礎(chǔ),身份認(rèn)證是整個(gè)信息安全體系最基礎(chǔ)的環(huán)節(jié),是信息安全的第一道關(guān)隘。

數(shù)字簽名

所謂數(shù)字簽名就是附加在數(shù)據(jù)單元上的一些數(shù)據(jù),或是對(duì)數(shù)據(jù)單元所作的密碼變換。這種數(shù)據(jù)或變換允許數(shù)據(jù)單元的接收者用以確認(rèn)數(shù)據(jù)單元的來(lái)源和數(shù)據(jù)單元的完整性并保護(hù)數(shù)據(jù),防止被人(例如接收者)進(jìn)行偽造。它是對(duì)電子形式的消息進(jìn)行簽名的一種方法,一個(gè)簽名消息能在一個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)中傳輸。基于公鑰密碼體制和私鑰密碼體制都可以獲得數(shù)字簽名,目前主要是基于公鑰密碼體制的數(shù)字簽名。包括普通數(shù)字簽名和特殊數(shù)字簽名。普通數(shù)字簽名算法有RSA、ElGamal、Fiat-Shamir、Guillou- Quisquarter、Schnorr、Ong-Schnorr-Shamir數(shù)字簽名算法、Des/DSA,橢圓曲線數(shù)字簽名算法和有限自動(dòng)機(jī)數(shù)字簽名算法等。特殊數(shù)字簽名有盲簽名、簽名、群簽名、不可否認(rèn)簽名、公平盲簽名、門限簽名、具有消息恢復(fù)功能的簽名等,它與具體應(yīng)用環(huán)境密切相關(guān)。顯然,數(shù)字簽名的應(yīng)用涉及到法律問(wèn)題,美國(guó)聯(lián)邦政府基于有限域上的離散對(duì)數(shù)問(wèn)題制定了自己的數(shù)字簽名標(biāo)準(zhǔn)(DSS)。

數(shù)字簽名(Digital Signature)技術(shù)是不對(duì)稱加密算法的典型應(yīng)用。數(shù)字簽名的應(yīng)用過(guò)程是,數(shù)據(jù)源發(fā)送方使用自己的私鑰對(duì)數(shù)據(jù)校驗(yàn)和或其他與數(shù)據(jù)內(nèi)容有關(guān)的變量進(jìn)行加密處理,完成對(duì)數(shù)據(jù)的合法“簽名”,數(shù)據(jù)接收方則利用對(duì)方的公鑰來(lái)解讀收到的“數(shù)字簽名”,并將解讀結(jié)果用于對(duì)數(shù)據(jù)完整性的檢驗(yàn),以確認(rèn)簽名的合法性。數(shù)字簽名技術(shù)是在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)虛擬環(huán)境中確認(rèn)身份的重要技術(shù),完全可以代替現(xiàn)實(shí)過(guò)程中的“親筆簽字”,在技術(shù)和法律上有保證。在公鑰與私鑰管理方面,數(shù)字簽名應(yīng)用與加密郵件PGP技術(shù)正好相反。在數(shù)字簽名應(yīng)用中,發(fā)送者的公鑰可以很方便地得到,但他的私鑰則需要嚴(yán)格保密。

數(shù)字簽名包括普通數(shù)字簽名和特殊數(shù)字簽名。普通數(shù)字簽名算法有RSA、ElGmal、Fiat-Shamir、Guillou-Quisquarter、Schnorr、Ong-Schnorr-Shamir數(shù)字簽名算法、Des/DSA,橢圓曲線數(shù)字簽名算法和有限自動(dòng)機(jī)數(shù)字簽名算法等。特殊數(shù)字簽名有盲簽名、簽名、群簽名、不可否認(rèn)簽名、公平盲簽名、門限簽名、具有消息恢復(fù)功能的簽名等,它與具體應(yīng)用環(huán)境密切相關(guān)。

數(shù)字簽名技術(shù)是將摘要信息用發(fā)送者的私鑰加密,與原文一起傳送給接收者。接收者只有用發(fā)送的公鑰才能解密被加密的摘要信息,然后用HASH函數(shù)對(duì)收到的原文產(chǎn)生一個(gè)摘要信息,與解密的摘要信息對(duì)比。如果相同,則說(shuō)明收到的信息是完整的,在傳輸過(guò)程中沒(méi)有被修改,否則說(shuō)明信息被修改過(guò),因此數(shù)字簽名能夠驗(yàn)證信息的完整性。

數(shù)字簽名主要的功能是:保證信息傳輸?shù)耐暾?、發(fā)送者的身份認(rèn)證、防止交易中的抵賴發(fā)生。

意義:目前數(shù)字簽名的研究?jī)?nèi)容非常豐富,包括普通簽名和特殊簽名。特殊簽名有盲簽名,簽名,群簽名,不可否認(rèn)簽名,公平盲簽名,門限簽名,具有消息恢復(fù)功能的簽名等,它與具體應(yīng)用環(huán)境密切相關(guān)。

PKI技術(shù)

項(xiàng)目簡(jiǎn)介:工程學(xué)家對(duì)PKI是這樣定義的:“PKI是一個(gè)用公鑰概念與技術(shù)來(lái)實(shí)施和提供安全服務(wù)的普遍適用的安全基礎(chǔ)設(shè)施。換句話說(shuō),PKI是一個(gè)利用非對(duì)稱密碼算法(即公開密鑰算法)原理和技術(shù)實(shí)現(xiàn)的并提供網(wǎng)絡(luò)安全服務(wù)的具有通用性的安全基礎(chǔ)設(shè)施”。它遵循標(biāo)準(zhǔn)的公鑰加密技術(shù),為電子商務(wù)、電子政務(wù)、網(wǎng)上銀行和網(wǎng)上證券業(yè),提供一整套安全保證的基礎(chǔ)平臺(tái)。用戶利用PKI基礎(chǔ)平臺(tái)所提供的安全服務(wù),能在網(wǎng)上實(shí)現(xiàn)安全地通信。PKI這種遵循標(biāo)準(zhǔn)的密鑰管理平臺(tái),能夠?yàn)樗芯W(wǎng)上應(yīng)用,透明地提供加解密和數(shù)字簽名等安全服務(wù)所需要的密鑰和證書管理。

還有一種是學(xué)者們對(duì)PKI的定義:“PKI是硬件、軟件、策略和人組成的系統(tǒng),當(dāng)安全并正確地實(shí)施后,能夠提供一整套的信息安全保障,這些保障對(duì)保護(hù)敏感的通信和交易是非常重要的”。換句話說(shuō),PKI是創(chuàng)建、頒發(fā)、管理和撤消公鑰證書所涉及到的所有軟件、硬件系統(tǒng),以及所涉及到的整個(gè)過(guò)程安全策略規(guī)范、法律法規(guī)以及人員的集合。安全地、正確地運(yùn)營(yíng)這些系統(tǒng)和規(guī)范就能提供一整套的網(wǎng)上安全服務(wù)。

目前最為人們所關(guān)注的實(shí)用密碼技即是PKI技術(shù)。國(guó)外的PKI應(yīng)用已經(jīng)開始,開發(fā)PKI的廠商也有多家。許多廠家,如Baltimore,Entrust等推出了可以應(yīng)用的PKI產(chǎn)品,有些公司如VerySign等已經(jīng)開始提供PKI服務(wù)。網(wǎng)絡(luò)許多應(yīng)用正在使用PKI技術(shù)來(lái)保證網(wǎng)絡(luò)的認(rèn)證、不可否認(rèn)、加解密和密鑰管理等。盡管如此,總的說(shuō)來(lái)PKI技術(shù)仍在發(fā)展中。按照國(guó)外一些調(diào)查公司的說(shuō)法,PKI系統(tǒng)僅僅還是在做示范工程。

意義:IDC公司的Internet安全資深分析家認(rèn)為:PKI技術(shù)將成為所有應(yīng)用的計(jì)算基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的核心部件,包括那些越出傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)界限的應(yīng)用。B2B電子商務(wù)活動(dòng)需要的認(rèn)證、不可否認(rèn)等只有PKI產(chǎn)品才有能力提供這些功能。

IBE技術(shù)

項(xiàng)目簡(jiǎn)介:PKI技術(shù)雖然是目前比較成熟的安全解決方案,但是它本身并不是為了解決企業(yè)之間進(jìn)行安全通信而設(shè)計(jì)的,所以沒(méi)有考慮持續(xù)增長(zhǎng)的互聯(lián)設(shè)備之間通信越來(lái)越頻繁的問(wèn)題,使得PKI技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中日益凸現(xiàn)出很多問(wèn)題。IBE是最近幾年提出來(lái)的一種基于身份的加密(Identity-based Encryption)通信機(jī)制,不但加密機(jī)制簡(jiǎn)單易用,而且形成了數(shù)據(jù)加密和身份認(rèn)證相互獨(dú)立的一個(gè)安全的通信環(huán)境。IBE可以解決與數(shù)字證書有關(guān)的復(fù)雜問(wèn)題(用戶注冊(cè)、證書管理及證書撤銷),又能提供公鑰加密系統(tǒng)具有的安全性和保密性,因此可以結(jié)合到很多的應(yīng)用中。IBE機(jī)制同樣也可以和指紋認(rèn)證技術(shù)相結(jié)合,如果使用指紋識(shí)別來(lái)實(shí)現(xiàn)身份認(rèn)證,可以加強(qiáng)IBE的身份認(rèn)證機(jī)制,同時(shí)利用IBE本身具有的特性又能克服PKI的弊端。利用指紋對(duì)用戶進(jìn)行身份認(rèn)證,同時(shí)基于PKI技術(shù),將數(shù)字簽名、身份認(rèn)證、文件加密和證書管理等信息安全技術(shù)植入現(xiàn)有的電子商務(wù)、電子政務(wù)系統(tǒng),以此保證可靠身份認(rèn)證和可靠信息傳輸。

意義:指紋認(rèn)證技術(shù)與IBE技術(shù)的結(jié)合將具有非常好的應(yīng)用前景。

量子密碼

項(xiàng)目簡(jiǎn)介:量子密碼術(shù)用我們當(dāng)前的物理學(xué)知識(shí)來(lái)開發(fā)不能被破獲的密碼系統(tǒng),即如果不了解發(fā)送者和接受者的信息,該系統(tǒng)就完全安全。

近年來(lái),英、美、日等國(guó)的許多大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)競(jìng)相投入到量子密碼的研究之中,更大的計(jì)劃在歐洲進(jìn)行。到目前為止,主要有三大類量子密碼實(shí)現(xiàn)方案:一是基于單光子量子信道中測(cè)不準(zhǔn)原理的;二是基于量子相關(guān)信道中Bell原理的;三是基于兩個(gè)非正交量子態(tài)性質(zhì)的。但有許多問(wèn)題還有待于研究。比如,尋找相應(yīng)的量子效應(yīng)以便提出更多的量子密鑰分配協(xié)議,量子加密理論的形成和完善,量子密碼協(xié)議的安全性分析方法研究,量子加密算法的開發(fā),量子密碼的實(shí)用化等。

意義:目前,量子密碼的全部研究還在實(shí)驗(yàn)室中,沒(méi)有進(jìn)入實(shí)用階段。科學(xué)家已經(jīng)在量子密碼的相關(guān)研究中得到了一定進(jìn)展,能在光纖中傳遞量子密碼。但在長(zhǎng)距離的光纖傳輸中,光子的偏振特性會(huì)退化,造成誤碼率的增加。實(shí)驗(yàn)中的量子密碼的最大傳輸距離沒(méi)有超過(guò)100公里。一旦這個(gè)瓶頸被突破,量子密碼將迎來(lái)大發(fā)展??茖W(xué)家們表示,保密與竊密就像矛與盾一樣形影相隨,它們之間的斗爭(zhēng)已經(jīng)持續(xù)了幾千年,量子密碼的出現(xiàn),將成為這場(chǎng)斗爭(zhēng)的終結(jié)者。

信息隱藏

項(xiàng)目簡(jiǎn)介:信息隱藏技術(shù)(Information Hiding),也稱作數(shù)據(jù)隱藏(Data Hiding),主要是指將特定的信息嵌入(embedding)數(shù)字化宿主信息(如文本、數(shù)字化的聲音、圖像、視頻信號(hào)等)中,以不引起檢查者的注意,并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳遞出去。特定的信息一般就是保密信息。

信息加密是隱藏信息的內(nèi)容,而信息隱藏是隱藏信息的存在性。信息隱藏的目的不在于限制正常的信息存取和訪問(wèn),而在于保證隱藏的信息不引起監(jiān)控者的注意和重視,從而減少被攻擊的可能性,在此基礎(chǔ)上再使用密碼術(shù)來(lái)加強(qiáng)隱藏信息的安全性。因此信息隱藏比信息加密更為安全。應(yīng)該注意,密碼術(shù)和信息隱藏技術(shù)不是互相矛盾、互相競(jìng)爭(zhēng)的技術(shù),而是相互補(bǔ)充的技術(shù),他們的區(qū)別在于應(yīng)用的場(chǎng)合不同,對(duì)算法的要求不同,但可能在實(shí)際應(yīng)用中需要互相配合。

信息隱藏的方法主要有隱寫術(shù)、數(shù)字水印、可視密碼、潛信道、隱匿協(xié)議等。

隱寫術(shù)

(Steganography):隱寫術(shù)就是將秘密信息隱藏到看上去普通的信息(如數(shù)字圖像)中進(jìn)行傳送?,F(xiàn)有的隱寫術(shù)方法主要有利用高空間頻率的圖像數(shù)據(jù)隱藏信息、采用最低有效位方法將信息隱藏到宿主信號(hào)中、使用信號(hào)的色度隱藏信息的方法、在數(shù)字圖像的像素亮度的統(tǒng)計(jì)模型上隱藏信息的方法、Patchwork方法等等。

數(shù)字水印(Digital Watermark):數(shù)字水印就是向被保護(hù)的數(shù)字對(duì)象嵌入某些能證明版權(quán)歸屬或跟蹤侵權(quán)行為的信息。目前主要有兩類數(shù)字水印,一類是空間數(shù)字水印,另一類是頻率數(shù)字水印??臻g數(shù)字水印的典型代表是最低有效位(LSB)算法,其原理是通過(guò)修改表示數(shù)字圖像的顏色或顏色分量的位平面,調(diào)整數(shù)字圖像中感知不重要的像素來(lái)表達(dá)水印的信息,以達(dá)到嵌入水印的目的。頻率數(shù)字水印的典型代表是擴(kuò)展頻譜算法,其原理是通過(guò)時(shí)頻分析,根據(jù)擴(kuò)展頻譜特性,在數(shù)字圖像的頻率域上選擇那些對(duì)視覺(jué)最敏感的部分,使修改后的系數(shù)隱含數(shù)字水印的信息。

可視密碼技術(shù):可視密碼技術(shù)是Naor和Shamir于1994年首次提出的,其主要特點(diǎn)是恢復(fù)秘密圖像時(shí)不需要任何復(fù)雜的密碼學(xué)計(jì)算,而是以人的視覺(jué)即可將秘密圖像辨別出來(lái)。其做法是產(chǎn)生n張不具有任何意義的膠片,任取其中t張膠片疊合在一起即可還原出隱藏在其中的秘密信息。其后,人們又對(duì)該方案進(jìn)行了改進(jìn)和發(fā)展。主要的改進(jìn)辦法有:使產(chǎn)生的n張膠片都有一定的意義,這樣做更具有迷惑性;改進(jìn)了相關(guān)集合的構(gòu)造方法;將針對(duì)黑白圖像的可視秘密共享擴(kuò)展到基于灰度和彩色圖像的可視秘密共享。

信息隱藏技術(shù)的另一重要應(yīng)用是匿名通信(Anonymity Communication):是指設(shè)法隱藏消息的來(lái)源。網(wǎng)絡(luò)匿名劃分為發(fā)送方匿名和接收方匿名,如網(wǎng)上瀏覽關(guān)心的是接收方的匿名,而電子郵件則關(guān)心發(fā)送方的匿名,包括匿名重發(fā)(Anonymous Remailers)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。

意義:信息隱藏學(xué)是一門新興的交叉學(xué)科 ,在計(jì)算機(jī)、通訊、保密學(xué)等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景 。

生物特征認(rèn)證

項(xiàng)目簡(jiǎn)介:現(xiàn)代社會(huì)對(duì)于人類自身的身份識(shí)別的準(zhǔn)確性、安全性與實(shí)用性提出了更高的要求。傳統(tǒng)的身份識(shí)別方法已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足這種要求,生物特征認(rèn)證技術(shù)(又稱生物識(shí)別技術(shù))就是在這種背景下應(yīng)運(yùn)而生的身份識(shí)別技術(shù)。生物特征識(shí)別技術(shù)是指通過(guò)計(jì)算機(jī)利用人體所固有的生理特征或行為特征來(lái)進(jìn)行個(gè)人身份鑒定。生理特征與生俱來(lái),多為先天性的;行為特征則是習(xí)慣使然,多為后天性的。我們將生理和行為特征統(tǒng)稱為生物特征。常用的生物特征包括: 指紋、掌紋、虹膜、臉像、聲音、筆跡、步態(tài)等。而其中以指紋識(shí)別為代表的生物特征識(shí)別技術(shù)憑借其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)正在被越來(lái)越多地應(yīng)用到新的領(lǐng)域?;谏锾卣鞯纳矸菡J(rèn)證技術(shù)的大發(fā)展既是近年來(lái)市場(chǎng)需求擴(kuò)大帶來(lái)的結(jié)果,本質(zhì)上也是身份認(rèn)證技術(shù)的回歸,即依靠人體固有的特征鑒別身份。

意義:利用生物特征的惟一性、穩(wěn)定性等特點(diǎn)和密碼技術(shù)相結(jié)合,能為信息安全提供更高層次的保障。

指紋認(rèn)證技術(shù)和PKI技術(shù)的結(jié)合

指紋認(rèn)證技術(shù)和PKI技術(shù)的結(jié)合應(yīng)用主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面:

1.強(qiáng)身份認(rèn)證和安全傳輸?shù)慕Y(jié)合: PKI實(shí)現(xiàn)第一重認(rèn)證,一方面認(rèn)證數(shù)字證書和密鑰的統(tǒng)一性和合法性,另一方面建立信息傳輸安全通道; 指紋認(rèn)證在此安全通道內(nèi)進(jìn)一步確定使用當(dāng)前證書的用戶身份的合法性,即實(shí)現(xiàn)數(shù)字身份和物理身份的統(tǒng)一。

篇9

【論文摘要】本文首先探討了近似計(jì)算在靜態(tài)分析中的應(yīng)用問(wèn)題,其次分析了納米電子技術(shù)急需解決的若干關(guān)鍵問(wèn)題和交互式電子技術(shù)應(yīng)用手冊(cè),最后電子技術(shù)在時(shí)間與頻率標(biāo)準(zhǔn)中的應(yīng)用進(jìn)行了相關(guān)的研究。因此,本文具有深刻的理論意義和廣泛的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

一、近似計(jì)算在靜態(tài)分析中的應(yīng)用

在電子技術(shù)中應(yīng)運(yùn)中,近似計(jì)算貫穿其始終。然而,沒(méi)有近似計(jì)算是不可想象的。而精確計(jì)算在電子技術(shù)中往往行不通,也沒(méi)有其必要。盡管近似計(jì)算會(huì)引入一定的誤差,但這個(gè)誤差控制得好,不會(huì)對(duì)分析其它電路產(chǎn)生大的影響。所以關(guān)鍵在于我們?nèi)绾握莆眨貏e是如何應(yīng)用近似計(jì)算。

在工作點(diǎn)穩(wěn)定電路中的應(yīng)用要進(jìn)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(guò)程及結(jié)論。

二、納米電子技術(shù)急需解決的若干關(guān)鍵問(wèn)題

由于納米器件的特征尺寸處于納米量級(jí),因此,其機(jī)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(wèn)題需要解決,如電子在勢(shì)阱中的隧穿過(guò)程、非彈性散射效應(yīng)機(jī)理等。盡管如此,納米電子學(xué)中急需解決的關(guān)鍵問(wèn)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(gè)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?、光刻等技術(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(shì)能的半導(dǎo)體材料制成的,構(gòu)建成納米尺度的量子勢(shì)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(gè)可以運(yùn)轉(zhuǎn)的邏輯結(jié)構(gòu)仍是一個(gè)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(gè)平面上;另一種組裝較大電子器件的可能途徑是通過(guò)陣列的自組裝。盡管,Purdue University等研究機(jī)構(gòu)在這個(gè)方向上取得了可喜的進(jìn)展,但該技術(shù)何時(shí)能夠走出實(shí)驗(yàn)室進(jìn)入實(shí)用,仍無(wú)法斷言。

(3)超高密度量子效應(yīng)存儲(chǔ)器

超高密度存儲(chǔ)量子效應(yīng)的電子“芯片”是未來(lái)納米計(jì)算機(jī)的主要部件,它可以為具備快速存取能力但沒(méi)有可動(dòng)機(jī)械部件的計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)提供海量存儲(chǔ)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(chǔ)的量子效應(yīng)存儲(chǔ)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(jì)算機(jī)的“互連問(wèn)題”

一臺(tái)由數(shù)萬(wàn)億的納米電子元件以前所未有的密集度組裝成納米計(jì)算機(jī)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(wèn)題中首當(dāng)其沖需要解決的就是所謂的“互連問(wèn)題”。換句話說(shuō),就是計(jì)算結(jié)構(gòu)中信息的輸入、輸出問(wèn)題。納米計(jì)算機(jī)要把海量信息存儲(chǔ)在一個(gè)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(lái)控制和協(xié)調(diào)計(jì)算機(jī)的諸多元件,而納米計(jì)算元件之間、計(jì)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(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)的微型化而言,由于電線之間要相互隔開以避免過(guò)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(wú)限制地增加。因此,納米計(jì)算機(jī)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(wèn)題急需解決。

(5)納米 / 分子電子器件制備、操縱、設(shè)計(jì)、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(jì)算、計(jì)算機(jī)并行技術(shù)、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)已取得快速發(fā)展,利用這些技術(shù)建立一個(gè)能夠完成納米電子器件制備、操縱、設(shè)計(jì)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(yàn)已成為可能。但由于現(xiàn)有計(jì)算機(jī)的速度、分子力學(xué)與量子力學(xué)算法的效率等問(wèn)題,目前建立這種迅速、敏感、精細(xì)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(cè)

交互式電子技術(shù)手冊(cè)經(jīng)歷了5個(gè)發(fā)展階段,根據(jù)美國(guó)國(guó)防部的定義:加注索引的掃描頁(yè)圖、滾動(dòng)文檔式電子技術(shù)手冊(cè)、線性結(jié)構(gòu)電子技術(shù)手冊(cè)、基于數(shù)據(jù)庫(kù)的電子技術(shù)手冊(cè)和集成電子技術(shù)手冊(cè)。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(cè)并不存在,大多數(shù)電子技術(shù)手冊(cè)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(cè)雖然代表不同的發(fā)展階段,但是各有優(yōu)點(diǎn),較低級(jí)別的電子技術(shù)手冊(cè)目前仍然有著各自的應(yīng)用價(jià)值。由于類以上的電子技術(shù)手冊(cè)在信息的組織、管理、傳遞、獲取方面具有明顯的優(yōu)點(diǎn)。

簡(jiǎn)單的說(shuō),電子技術(shù)手冊(cè)就是技術(shù)手冊(cè)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(gè)良好的組織管理和提供給用戶的形式,電子技術(shù)手冊(cè)的發(fā)展就是圍繞這一過(guò)程來(lái)進(jìn)行的。

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

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

1952 年國(guó)際天文協(xié)會(huì)定義的時(shí)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(shí)(UT)和歷書時(shí)(ET)。這種基于天文方面的宏觀計(jì)時(shí)標(biāo)準(zhǔn),設(shè)備龐大,操作麻煩,精度僅達(dá)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(jí)躍遷時(shí)所輻射的電磁波頻率作為頻率標(biāo)準(zhǔn)。目前世界各國(guó)相繼作成各種量子頻率標(biāo)準(zhǔn),如(133 Cs)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(guò)去基于宏觀的天體運(yùn)動(dòng)的計(jì)時(shí)標(biāo)準(zhǔn),改變成微觀的原子本身結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間基準(zhǔn)。這一方面使設(shè)備大為簡(jiǎn)化,體積、重量大減?。涣硪环矫媸诡l率標(biāo)準(zhǔn)的穩(wěn)定度大為提高(可達(dá)10- 12 —10- 14量級(jí),即30 萬(wàn)年——300 萬(wàn)年差1 秒)。1967 年第13 屆國(guó)際計(jì)量大會(huì)正式通過(guò)決議,規(guī)定:“一秒等于133 Cs 原子基態(tài)兩超精細(xì)能級(jí)躍遷的9192631770 個(gè)周期所持續(xù)的時(shí)間”。該時(shí)間基準(zhǔn),發(fā)展了高精度的測(cè)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(dá)、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(zhǎng)度計(jì)量提供了新的測(cè)試手段。

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

【參考文獻(xiàn)】

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篇10

一、反?;魻栃?yīng)的前世

(一)霍爾效應(yīng)

霍爾效應(yīng)是美國(guó)物理學(xué)家霍爾于1879年發(fā)現(xiàn)的一個(gè)物理效應(yīng)。在一個(gè)通有電流的導(dǎo)體中,如果施加一個(gè)垂直于電流方向的磁場(chǎng),由于洛倫茲力的作用,電子的運(yùn)動(dòng)軌跡將產(chǎn)生偏轉(zhuǎn),從而在垂直于電流和磁場(chǎng)方向的導(dǎo)體兩端產(chǎn)生電壓,這一現(xiàn)象就是霍爾效應(yīng)。

霍爾效應(yīng)在應(yīng)用技術(shù)中非常重要,特別是在現(xiàn)代汽車上廣泛得到應(yīng)用。

(二)量子霍爾效應(yīng)

作為微觀電子世界的量子行為在宏觀尺度上的完美體現(xiàn),量子霍爾效應(yīng)(強(qiáng)磁場(chǎng)中,縱向電壓和橫向電流的比值隨著磁場(chǎng)增強(qiáng)而出現(xiàn)的量子化特點(diǎn))一直在凝聚態(tài)物理研究中占據(jù)著極其重要的地位。1980年左右,德國(guó)科學(xué)家馮·克利青發(fā)現(xiàn)了整數(shù)量子霍爾效應(yīng),獲得1985年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。1982年,美國(guó)物理學(xué)家崔琦和施特默等發(fā)現(xiàn)了分?jǐn)?shù)量子霍爾效應(yīng),這個(gè)效應(yīng)不久由另一位美國(guó)物理學(xué)家勞弗林給出理論解釋,他們?nèi)藰s獲1998年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。

量子霍爾效應(yīng)在未來(lái)電子器件中發(fā)揮特殊的作用,可以用于制備低能耗的高速電子器件。例如,如果把量子霍爾效應(yīng)引入計(jì)算機(jī)芯片,將會(huì)克服電腦的發(fā)熱和能量耗散問(wèn)題。然而它需要的強(qiáng)磁場(chǎng)設(shè)備不但價(jià)格昂貴,而且體積龐大(衣柜大?。?,也不適合于個(gè)人電腦和便攜式計(jì)算機(jī)。

二、反常量子霍爾效應(yīng)

1880年,霍爾在研究磁性金屬的霍爾效應(yīng)時(shí)發(fā)現(xiàn),即使不加外磁場(chǎng)也可以觀測(cè)到霍爾效應(yīng),這種零磁場(chǎng)中的霍爾效應(yīng)就是反?;魻栃?yīng)。反?;魻栃?yīng)與普通的霍爾效應(yīng)在本質(zhì)上完全不同,反?;魻栃?yīng)是由于材料本身的自發(fā)磁化而產(chǎn)生的,因此這是一個(gè)全新的量子效應(yīng),有可能是量子霍爾效應(yīng)家族的最后一個(gè)重要成員。如果能在實(shí)驗(yàn)上實(shí)現(xiàn)零磁場(chǎng)中的量子霍爾效應(yīng),利用其無(wú)耗散的邊緣態(tài)發(fā)展新一代的低能耗晶體管和電子學(xué)器件,從而解決電腦發(fā)熱問(wèn)題和其它的一些瓶頸問(wèn)題,推動(dòng)信息技術(shù)的進(jìn)步。但反?;魻栃?yīng)的量子化對(duì)材料性質(zhì)的要求非常苛刻,美國(guó)、德國(guó)、日本等科學(xué)家未取得最后成功。

2009年,清華大學(xué)薛其坤院士帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)向量子反常霍爾效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)發(fā)起沖擊。

2010年,中科院物理所的方忠、戴希理論團(tuán)隊(duì)與拓?fù)浣^緣體理論的開創(chuàng)者之一、斯坦福大學(xué)的張首晟等合作,提出了實(shí)現(xiàn)量子反?;魻栃?yīng)的最佳體系。由清華大學(xué)的薛其坤、王亞愚、陳曦、賈金鋒研究組,與中科院物理所的馬旭村、何珂、王立莉研究組及呂力研究組組成的實(shí)驗(yàn)攻關(guān)團(tuán)隊(duì)合作,開始向量子反?;魻栃?yīng)的實(shí)驗(yàn)發(fā)起沖擊。截止到2013年的四年中,團(tuán)隊(duì)生長(zhǎng)和測(cè)量了1000多個(gè)樣品,利用分子束外延的方法使之長(zhǎng)出一層幾納米厚的薄膜,然后再摻進(jìn)去鉻離子,生長(zhǎng)了高質(zhì)量的磁性摻雜拓?fù)浣^緣體薄膜,將其制備成輸運(yùn)器件并在幾毫開的極低溫度環(huán)境下對(duì)其磁電阻和反?;魻栃?yīng)進(jìn)行了精密測(cè)量。終于發(fā)現(xiàn)在一定的外加?xùn)艠O電壓范圍內(nèi),此材料在零磁場(chǎng)中的反?;魻栯娮柽_(dá)到了量子霍爾效應(yīng)的特征值h/e2~25800歐姆,世界難題得以攻克。薛其坤院士說(shuō):這是我們團(tuán)隊(duì)精誠(chéng)合作、聯(lián)合攻關(guān)的共同成果,是中國(guó)科學(xué)家的集體榮譽(yù)。

三、量子反?;魻栃?yīng)的意義及發(fā)展前景

量子反?;魻栃?yīng)之所以如此重要,是因?yàn)樾?yīng)可能在未來(lái)電子器件中發(fā)揮特殊作用,無(wú)需高強(qiáng)磁場(chǎng),就可以制備低能耗的高速電子器件,例如極低能耗的芯片——這意味著計(jì)算機(jī)未來(lái)可能更新?lián)Q代。

霍爾效應(yīng)是諾貝爾獎(jiǎng)的富礦。最近一次也是第三次與霍爾效應(yīng)有關(guān)的諾貝爾獎(jiǎng)是2010年的諾貝爾物理獎(jiǎng)。2005年,英國(guó)科學(xué)家安德烈·海姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫成功地在實(shí)驗(yàn)中從石墨中分離出石墨烯,在常溫下觀察到量子霍爾效應(yīng)。他們于2010年獲諾獎(jiǎng)。石墨烯這種“超薄的碳膜”厚度只有0.335納米,是至今發(fā)現(xiàn)的厚度最薄和強(qiáng)度最高的材料。

此外,量子自旋霍爾效應(yīng)于2007年被發(fā)現(xiàn),2010年獲得歐洲物理獎(jiǎng),2012年獲得美國(guó)物理學(xué)會(huì)巴克利獎(jiǎng)。