量子计算技术在金融领域的应用探索 被引量：2

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作者 栾添 匡学衡 +2 位作者 高岩松 岳寰宇 陆军 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2024年第7期1921-1929,共9页

量子计算是一种遵循量子力学规律调控量子信息单元进行计算的新型计算机制,被认为在特定算法上可实现并行处理能力,对信息领域技术变革有着重要意义。针对近年来量子计算在金融领域应用进展进行梳理总结。首先,从量子计算基本原理出发... 量子计算是一种遵循量子力学规律调控量子信息单元进行计算的新型计算机制,被认为在特定算法上可实现并行处理能力,对信息领域技术变革有着重要意义。针对近年来量子计算在金融领域应用进展进行梳理总结。首先,从量子计算基本原理出发阐述了量子比特、量子逻辑门、量子线路等基础理论,重点分析了实现量子计算几种技术路线优缺点;其次,归纳总结了量子计算在衍生品定价、投资组合优化、风险计量、欺诈检测和市场预测方面算法研究进展,以及量子金融软件开发的主要组成架构;最后,分析了目前量子计算技术在金融领域应用发展的三大挑战,即人才问题、效率问题、合规性问题,并对未来发展趋势进行展望,为相关领域研究提供参考。 展开更多

关键词 量子计算 量子金融产业 量子金融算法 量子金融软件

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量子计算模拟物理系统进展 被引量：1

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作者 栾添 匡学衡 +1 位作者 王维 岳寰宇 《计算机科学与探索》 CSCD 北大核心 2024年第11期2787-2797,共11页

当前量子计算作为量子科技的前沿领域,在模拟物理系统方面取得了显著进展,但仍面临硬件噪声、量子误差等技术挑战。综述了量子计算在物理系统模拟中的最新进展,聚焦于量子-经典混合算法和错误缓解技术的应用,探讨其在不同物理系统中的... 当前量子计算作为量子科技的前沿领域,在模拟物理系统方面取得了显著进展,但仍面临硬件噪声、量子误差等技术挑战。综述了量子计算在物理系统模拟中的最新进展,聚焦于量子-经典混合算法和错误缓解技术的应用,探讨其在不同物理系统中的优势与局限性。研究内容包括基于超导量子计算机的分子体系模拟、凝聚态物理系统的多体问题模拟、复杂流体力学系统的方程求解,以及在天体物理与高能物理中的应用。针对分子体系,变分量子算法(VQE)被广泛用于求解多电子体系的基态能量,并通过错误缓解方法提升了模拟的准确性。对于凝聚态物理系统,量子计算在模拟强关联自旋模型方面展现出较高的精度和效率,特别是在更大规模的自旋链模拟中实现了前所未有的精确度。流体力学领域的研究表明,量子-经典混合算法在求解纳维-斯托克斯方程时,能够实现一定程度的加速,为未来的流体动力学研究提供了新的工具。天体物理模拟中,量子计算被用于黑洞和暗物质性质的研究,展示了潜在的指数级加速能力,为理解宇宙中极端条件下的物理现象提供了可能性。在高能物理领域,量子计算在解决施温格模型等问题中表现出良好的应用前景,并初步探索了量子机器学习在高能实验数据分析中的潜力。为量子计算在多领域物理系统模拟的应用提供了全面的视角,指出了未来的发展方向与技术挑战。 展开更多

关键词 量子计算 量子模拟 物理系统 量子算法

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超导量子芯片集成技术概述 被引量：3

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作者 郑伟文 李晓伟 +1 位作者 熊康林 冯加贵 《电子元件与材料》 CAS CSCD 北大核心 2022年第11期1143-1148,共6页

超导量子与传统半导体技术兼容性好,具有微纳制造工艺成熟、系统集成度高、可扩展性好等优点,是最有可能实现通用量子计算的方案之一。经过近几十年的快速发展,超导量子在退相干时间、门保真度、比特规模化集成等方面都取得了很大的进... 超导量子与传统半导体技术兼容性好,具有微纳制造工艺成熟、系统集成度高、可扩展性好等优点,是最有可能实现通用量子计算的方案之一。经过近几十年的快速发展,超导量子在退相干时间、门保真度、比特规模化集成等方面都取得了很大的进展。然而要实现超导量子计算机的商业化应用,比特数量至少需要突破1000量级,而要实现通用量子计算则需要百万量级。因此,量子比特的大规模集成技术将成为未来10年内的重点发展方向之一。文章基于传统半导体封装技术的发展历程以及世界前沿的超导量子封装集成技术路线,对超导量子比特从10量级到1000量级,再到通用化量子计算集成技术进行阐述和分析。 展开更多

关键词 超导 封装集成技术 综述 量子比特 半导体

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一种用于量子芯片自动化标定的微波开关装置

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作者 卢保军 杨晖 栾添 《现代电子技术》 2023年第20期33-38,共6页

为实现量子芯片自动化标定,并尽量减少室温噪声带来的影响,文中提出一种用于量子芯片自动化标定的微波开关装置。该装置采用“开关+功分”的架构,可根据上位机下发的参数选择射频通道,进而实现读取线路的自动化切换。功分器芯片用于实... 为实现量子芯片自动化标定,并尽量减少室温噪声带来的影响,文中提出一种用于量子芯片自动化标定的微波开关装置。该装置采用“开关+功分”的架构,可根据上位机下发的参数选择射频通道,进而实现读取线路的自动化切换。功分器芯片用于实现室温测控一体机和矢量网络分析仪的信号复用。实测结果表明,所设计的微波开关装置在4~8 GHz频带范围内,插入损耗小于等于8 dB,幅度一致性小于等于±1 dB,通道一致性小于等于±0.5 dB,通道间隔离度大于等于15 dB,能够满足量子芯片自动化标定系统的使用需求。 展开更多

关键词 量子芯片 自动化标定 微波开关装置 自动化切换 信号复用 矢量网络分析仪

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一种小型化超导量子谐振器

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作者 卢保军 杨晖 栾添 《现代电子技术》 2023年第13期163-166,共4页

文中设计一种基于SIR的小型化超导量子谐振器,可应用于超导量子芯片领域。传统超导量子芯片中谐振器均采用均匀阻抗形式的共面波导(CPW-UIR),其谐振器长度约为1 4λg,基于2阶共面波导-阶跃阻抗谐振器(CPW-SIR)结构,设计小型化超导量子... 文中设计一种基于SIR的小型化超导量子谐振器,可应用于超导量子芯片领域。传统超导量子芯片中谐振器均采用均匀阻抗形式的共面波导(CPW-UIR),其谐振器长度约为1 4λg,基于2阶共面波导-阶跃阻抗谐振器(CPW-SIR)结构,设计小型化超导量子谐振器,通过调节CPW传输线特征阻抗比,使得谐振器长度缩小。仿真结果表明:相比于传统超导量子芯片中CPW-UIR谐振器,所设计的小型化CPW-SIR超导量子谐振器长度缩短了约19.6%,缩小了单个量子比特的面积,提高了量子比特的集成度。 展开更多

关键词 超导量子谐振器 共面波导-均匀阻抗谐振器 共面波导-阶跃阻抗谐振器 特征阻抗比 品质因数 集成度

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基于集成图神经网络的钢材大气腐蚀预测方法

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作者 吴柯娴 何雨宸 +2 位作者 刘博扬 何晓宇 金伟良 《施工技术（中英文）》 CAS 2024年第17期115-120,共6页

我国现行规范中的碳钢大气腐蚀预测模型准确度较低,亟需提出更准确的预测模型。针对我国典型环境地区各类钢材,收集10个大气暴露试验站腐蚀数据,构建大气腐蚀数据集,提出基于集成图神经网络(BGNN)的钢材大气腐蚀预测方法,即关联特征相... 我国现行规范中的碳钢大气腐蚀预测模型准确度较低,亟需提出更准确的预测模型。针对我国典型环境地区各类钢材,收集10个大气暴露试验站腐蚀数据,构建大气腐蚀数据集,提出基于集成图神经网络(BGNN)的钢材大气腐蚀预测方法,即关联特征相似的数据点,构成结构化数据集。通过随机抽样,在结构化数据集基础上生成结构化采样子数据集和余特征数据集。训练预先构建的基本图神经网络(GNN)回归器,并将若干回归器集成得到BGNN模型。采用不同方法预测我国钢材大气腐蚀数据集并进行对比,结果表明,规范公式预测误差最大,SVM和LSTM预测效果较好,BGNN的预测误差最低,预测效果最好。相比单一GNN,BGNN预测误差更小,对超参数的选取相对不敏感。BGNN模型能够充分考虑不同地区、不同钢材和不同气候环境条件间的相似性,增强对关联数据的分析能力,使对新预测目标归因分析更明确、预测准确率更高。 展开更多

关键词 钢材 图神经网络 大气腐蚀 深度学习 数据集

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双引擎下的量子电子算力网络资源调度优化方法

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作者 程启月 陆军 《天地一体化信息网络》 2025年第1期78-85,共8页

给出一种双引擎下的量子电子算力网络资源调度优化方法。针对混合算力网络资源,给出“混合控制”条件下的双引擎标签和“混合算力”条件下的双引擎标识等引导机制和认证技术;给出不确定条件下的基于“混合度量”情况下的双引擎调度机制... 给出一种双引擎下的量子电子算力网络资源调度优化方法。针对混合算力网络资源,给出“混合控制”条件下的双引擎标签和“混合算力”条件下的双引擎标识等引导机制和认证技术;给出不确定条件下的基于“混合度量”情况下的双引擎调度机制,以及构建混合算力的相对熵模型和综合集成求全局最优解算法。基于双引擎下的量子电子算力网络资源全局优化度量调度机制和算法,对量子电子混合算力网络的研究具有前瞻性和科学性。设计开发与分配装置原型系统相适应的软件系统,实现从软件上将一个物理系统转变成一个处理器,完成混合算力网络对算力任务适配的全局优化调度,该方法创新提出了量子电子算力网络资源调度理论与工程化技术路径。 展开更多

关键词 混合算力网络 网络资源 算力调度 全局最优解

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基于超导约瑟夫森结的量子比特系统实验研究

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作者 栾添 高岩松 +2 位作者 匡学衡 孙晓培 陆军 《北京邮电大学学报》 CSCD 北大核心 2024年第6期11-17,37,共8页

使用频率可调的传输子结构量子比特,设计了一种单链形式的20 bit量子芯片,利用定制化的低温环境控制系统和低温同轴线缆组件,完成了所有量子比特的基本表征实验,超导量子比特的能量退相干时间最高可达31.3μs,相位退相干时间最高可达22.... 使用频率可调的传输子结构量子比特,设计了一种单链形式的20 bit量子芯片,利用定制化的低温环境控制系统和低温同轴线缆组件,完成了所有量子比特的基本表征实验,超导量子比特的能量退相干时间最高可达31.3μs,相位退相干时间最高可达22.8μs,随机基准测试单比特门的平均保真度可达99.85%,量子过程层析测量得到的两比特受控Z门保真度为97.5%。基于单比特门和两比特门的编织量子线路演示了量子动力学模拟算法,观察到伊辛模型的动力学演化过程。 展开更多

关键词 量子计算 超导量子比特 量子算法

原文传递

超导量子芯片硅穿孔填充技术

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作者 郑伟文 栾添 张祥 《科技导报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期50-57,共8页

超导量子计算是目前最有可能实现实际应用的量子计算方案之一,多层堆叠是实现超导量子比特大规模扩展的最佳方案。介绍了超导量子芯片中硅穿孔(TSV)填充工艺的特点并汇总概括了当前超导TSV填充技术。以电镀和金属熔融填充为代表的完全... 超导量子计算是目前最有可能实现实际应用的量子计算方案之一,多层堆叠是实现超导量子比特大规模扩展的最佳方案。介绍了超导量子芯片中硅穿孔(TSV)填充工艺的特点并汇总概括了当前超导TSV填充技术。以电镀和金属熔融填充为代表的完全填充工艺具有器件可靠性高、工艺复杂度低等优点,但与半导体技术兼容性较差;以物理气相沉积、化学气相沉积、原子层沉积和快速原子连续沉积技术为代表的部分填充工艺,具有与半导体技术兼容性好的优点,但器件可靠性低、工艺复杂度高。开发新材料的电镀工艺或许是未来较为可靠的方案。 展开更多

关键词 超导量子 多层堆叠 硅穿孔 薄膜沉积

原文传递

数字经济与金融融合中的算力网络角色与影响研究

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作者 刘勇 《信息产业报道》 2022年第1期72-74,共3页

近日,中共中央办公厅、国务院办公厅印发了《关于推进实施国家网络空间安全战略的意见》,要求大力发展数字经济,提升数字基础设施建设水平,增强算力支撑能力。在此背景下,我国应加快推进算力网络体系建设。本文从数字经济与金融融合的视... 近日,中共中央办公厅、国务院办公厅印发了《关于推进实施国家网络空间安全战略的意见》,要求大力发展数字经济,提升数字基础设施建设水平,增强算力支撑能力。在此背景下,我国应加快推进算力网络体系建设。本文从数字经济与金融融合的视角,研究了算力网络在数据要素价值化、数字基础设施、金融数字化转型等方面的角色与影响,旨在为进一步促进我国算力网络体系建设与应用提供参考。 展开更多

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基于改进Grover算法的ECC扫描式攻击

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作者 何雨宸 傅宇龙 +2 位作者 张泽阳 栾添 陆军 《中国科学:物理学、力学、天文学》 北大核心 2025年第4期30-39,共10页

扫描式攻击是一种侧信道攻击技术,对于椭圆曲线加密体系可能带来威胁.扫描式攻击的一个计算要点是对于扫描数据的无结构搜索.Grover算法作为一种无结构搜索量子算法,实现了对经典搜索算法的平方加速.探索Grover算法和扫描式攻击的结合... 扫描式攻击是一种侧信道攻击技术,对于椭圆曲线加密体系可能带来威胁.扫描式攻击的一个计算要点是对于扫描数据的无结构搜索.Grover算法作为一种无结构搜索量子算法,实现了对经典搜索算法的平方加速.探索Grover算法和扫描式攻击的结合可以进一步促进量子计算对通信安全威胁的研究.本文结合扫描式攻击数据的特点,在Grover算法的基础上提出了针对问题拆分和Grover算子设计两种改进方案,在增加测量次数的代价下实现量子线路深度缩减85%以上,进一步提高Grover算法扫描式攻击在含噪中等规模量子计算时代(Noisy Intermediate-Scale Quantum,NISQ)的实用性. 展开更多

关键词 ECC扫描式攻击 GROVER算法 分布式量子算法

原文传递

算力网络安全风险分析与对策研究

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作者 王馨楠 程启月 陆军 《天地一体化信息网络》 2025年第1期86-93,共8页

伴随着数字经济时代的发展,新兴技术带来了数据量的飞速增长,社会生活的各方面对算力和网络的需求急剧增大,算力网络应运而生。然而,新的技术和新的网络架构也带来了新的安全风险,原有的安全防护措施已经无法满足对算力安全的需求。分... 伴随着数字经济时代的发展,新兴技术带来了数据量的飞速增长,社会生活的各方面对算力和网络的需求急剧增大,算力网络应运而生。然而,新的技术和新的网络架构也带来了新的安全风险,原有的安全防护措施已经无法满足对算力安全的需求。分布广、数量庞大的多源算力和网络已经打破了传统安全域羁绊,算力网络在数据安全、网络安全和隐私安全等方面受到严重威胁。从算力网络架构安全、网络数据安全、网络资源安全、计算资源安全、资源管理安全和算力服务安全等角度,梳理算力网络安全相关最新研究成果和技术,分析算力网络面临安全风险和系统威胁的成因,给出加强算力网络安全性的对策建议,旨在构建全方位、多层次的算力网络安全防护体系,抵御来自数据、网络、资源、服务等方面的系统风险。 展开更多

关键词 算力网络 算力安全 风险 对策建议

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