研究 Deutsch 问题的关键在于构建 Oracle 电路和综合 Deutsch 电路。利用 Google 推出的 Cirq 框架, 首次提出了一个针对 n 比特 Deutsch-Jozsa 算法的电路综合算法。该算法根据输入的量子线数 n, 随机生成 f(x) 集合, 从而构建 Deutsch 电路并对其进行模拟。其中, 生成的 f(x) 集合是常数函数或者平衡函数的概率是相等的。在此基础上对综合算法进行了优化, 优化后的算法既减少了门的总数量和层数, 也简化了电路的结构, 电路模拟的速度较优化前成倍数地加快, 当 n=15 时, 优化后的模拟所需时间仅是优化前的 1/6。

针对导弹拦截机动目标有限时间约束问题，在末端制导阶段，考虑自动驾驶仪动态延迟特性建立弹目拦截系统数学模型，对于传统终端滑模导引律存在的奇异问题导致的导弹制导稳定性差等问题，提出了基于改进的扩张状态观测器的新型非奇异终端滑模导引律。该方法能够确保视线(LOS)角速率在有限时间内收敛到零，且在平衡点处快速收敛; 为了避免传统的扩张状态观测器(ESO)导致的曲线非光滑情况，通过改进扩张状态观测器准确估计外部扰动，并对系统进行状态补偿。设计地空导弹模型进行仿真验证，结果表明，该方法不但缩短了系统收敛时间，还提高了地空导弹制导精度。

变分同化风云四号干涉式大气垂直探测仪(Geostationary Interferometric Infrared Sounder，GIIRS)中波通道亮温偏差要求满足高斯分布，因此需进行GIIRS资料偏差订正。在Harris B A等人提出的“离线”法的基础上，发展了基于随机森林(Random Forest，RF)的GIIRS偏差订正方法。在具体执行过程中，基于风云四号多通道扫描成像辐射计(Advanced Geosynchronous Radiation Imager，AGRI)云产品对GIIRS资料进行了云检测。试验结果表明，经过偏差订正的GIIRS亮温偏差满足高斯分布的假定。与“离线”法相比，RF法的订正效果更好。

提出了一种生成量子逻辑电路酉矩阵的高效方法。首先利用量子电路的量 子门运算规则生成真值表,再根据真值表与酉矩阵的映射关系构造量子电路的酉矩阵。而传统方法是利用量子门的 拓扑变换规则生成其酉矩阵,再用量子电路中级联量子门的酉矩阵相乘构建量子电路酉矩阵,当量子电路规模较大 时,传统方法涉及大量大矩阵的生成与乘积,产生巨大的时间开销。提出的新方法巧妙实现降维,从而大幅度提高 算法效率。以GT电路和NCV电路为例,当量子线数高达8、门数为643时,较之前提出的方法速度提高数十万倍。

Deutsch-Jozsa算法首次实现了对经典算法的指数级加速, 解决了n个量子比特的Deutsch问题,奠定了量子算法的基本思想,体现了量子叠加性和并行性的特征。 首次提出了一种综合算法,可自动生成2比特Deutsch-Jozsa算法的全部8个真值表与量子电路。并给出了 一种综合方法,可在f(x)对应电路未知的情况下构建量子电路。通常用经典算法解决该问题最多 需要执行2n－1+1次判断,而Deutsch-Jozsa算法只需要一步就可以完成,虽然新提出的方法需要两步,但为 实际应用中不同问题的解决提供了另一种可能的途径。进一步通过IBM Q Experience平台运行生成的量子 电路,验证了量子电路和Deutsch-Jozsa算法的正确性。

通过1 kHz的飞秒脉冲(脉宽130 fs, 中心波长800 nm)对厚度为60 μm的不锈钢65Mn表面进行飞秒微加工, 通过拟合得到65Mn的消融阈值为0.5 J·cm-2。 研究了飞秒激光作用下表面形成的多种微结构, 其中包括纳米孔及纳米柱状物。 同时讨论了激光能量和作用脉冲个数对微结构形成的影响。 随着周期波纹结构的形成, 发现在各种能量和脉冲个数条件下, 周期结构的周期约为入射脉冲的波长。 相同的激光功率下, 在不同加工速度和加工次数下对不锈钢进行表面微加工, 得到了规则的圆孔阵列结构。

介绍了飞秒激光双光子吸收和光聚合的机制, 将飞秒激光技术应用于生物相容性材料(ORMOCER)的三维微纳米加工中。在ORMOCER材料内实现了双光子光聚合, 最高加工精度达到0.5 μm, 突破了衍射极限。推导出双光子光聚合阈值的数学表达式, 研究了扫描速度V和激光功率P对横向尺寸的影响规律。在此基础上采用飞秒激光双光子微细加工技术制备了典型的微生物器件——微井阵列、微柱阵列和光子晶体生物微型支架。

Great efforts has been made on fabricating photonic crystals (PCs) with photonic band gaps (PBGs) during the past decade. Three-dimensional (3D) log pile PC was fabricated fast by direct femtosecond laser writing in ORMOCER. Qualitative analysis of the errors of PC was investigated using the Image Pro Plus. Surface qualities such as bending, distortion, and surface roughness were shown, and the band gap in the infrared wavelength region was observed. Meanwhile, the theory was experimentally verified that the center of PBG diminishes as the crystal lattice period reduces. Therefore, it is possible to fabricate PCs whose band gap range is from the near-infrared to visible wave band.

利用飞秒激光脉冲在细胞内部的非线性吸收，产生等离子体，通过产生等离子体诱导蚀除效应，从而达到细胞微手术的效果。对飞秒激光神经细胞突起切割的机理进行了初步分析，并研究了实验参量对切割作用和细胞活性的影响，发现平均功率≥0.5 mW的飞秒激光经40倍物镜(NA=0.60)聚焦进细胞中会产生光致破裂现象，导致作用细胞的死亡；稍低激光功率下在突起离胞体远近不同处切割，细胞均不会发生死亡，且稍远距离下切割细胞的突起似对细胞影响不大；不完全切割突起情况下，切割长度较小时，对细胞影响不大。

激光类型不同，其与生物组织的作用机理也不同。其中飞秒激光由于脉冲持续时间短、瞬时功率大、聚焦尺寸小的特点，使得其在超快、超强和超精细领域有着广阔的应用前景。而结构微小的细胞的动力学研究，如有丝分裂、变形和凋亡，对于了解细胞的生物和发育行为有着重要作用。且生物大分子和水几乎不吸收近红外波长的光，故考虑应用近红外飞秒激光对细胞进行手术。这种激光手术技术已用于对细胞内结构进行切割和蚀除。介绍了该技术在细胞领域中的一些应用，如纳米手术、基因转染和染色体切割等。与传统技术相比，该技术精度高，可在不损伤细胞活性的前提下对细胞进行实验。