1 黑龙江大学数学科学学院, 黑龙江 哈尔滨 150080
2 黑龙江省复杂系统理论与计算重点实验室, 黑龙江 哈尔滨 150080
3 黑龙江大学密码与网络安全研究院, 黑龙江 哈尔滨 150080
半量子身份认证在保障通讯安全方面发挥着至关重要的作用。通过引入一个量子第三方对密钥进行集中管理, 提出一种新的基于Greenberger-Home-Zeilinger (GHZ) 态的半量子双方身份认证协议。首先, 对参与者的量子能力进行限制, 两个认证者都只具有半量子的能力, 协议使用更少的量子资源。其次, 协议中两个半量子参与者只需要执行简单的测量操作和异或操作。安全性分析发现, 利用该协议进行量子通信时，假冒攻击、截获重发攻击和纠缠附加攻击等攻击都无法引起合法身份信息的泄露, 表明该协议可以有效防止非法的不诚实参与者获得合法身份, 具有较好的安全性和实用性。
量子通信 半量子认证 身份认证 双方认证 GHZ态 quantum communication semi-quantum authentication identity authentication mutual authentication GHZ state
上海工程技术大学电子电气工程学院，上海 201620
卷积神经网络已在图像超分辨率领域得到广泛应用，Transformer近年来在该类图像处理任务中的扩展更是具有里程碑的意义，然而这些大型网络具有过多的参数量和计算量，其在部署和应用上存在很大局限性。考虑到上述发展现状，提出一种基于交错组卷积与稀疏全局注意力的轻量级图像超分辨率重建网络，该网络引入了以交错组卷积为主的特征提取模块，对Transformer的多头自注意力机制进行优化，设计了一种稀疏全局注意力机制以增强特征学习能力，并提出了一种多尺度特征重构模块来提高重建效果。实验结果表明：相比其他几种基于深度神经网络的方法，所提方法的PSNR、SSIM、参数量、计算量等性能指标都表现较好。而与基于Transfomer的方法相比，所提方法在PSNR、SSIM指标上平均提高0.03、0.0002，在参数量、计算量、运行时间上平均降低2.66×106、130×109、930 ms。
图像超分辨率 交错组卷积 注意力机制 轻量化网络 Transformer 多尺度特征重建 激光与光电子学进展
2024, 61(4): 0411003
上海工程技术大学电子电气工程学院，上海 201620
针对图像超分辨率重建网络因结构冗杂、参数量增加导致的计算量过大、训练时间过长等问题，提出一种注意力引导的轻量级图像超分辨率网络（LAGNet）。LAGNet将随机初始化的自适应权重引入深度残差网络结构，更大限度地利用浅层特征信息。其次，提出注意力引导（AG）模块，该模块使用高效通道注意力（ECA）模块和空间分组增强（SGE）模块双支路并联结构，结合通道间关系和空间位置信息特征，利用注意力引导层动态调整两个分支的权重占比，准确获取高频特征信息。最后，使用全局级联连接，减少网络参数量并加快信息流通速度。使用L1损失函数，在加快收敛速度的同时防止梯度爆炸。在三个基准数据集上的测试结果表明：相比其他网络，LAGNet的峰值信噪比平均提高0.39 dB，模型参数量平均减少24%，加法操作量和乘法操作量平均减少62%；在图像视觉效果上整体更为清晰，细节纹理更自然。
卷积神经网络 超分辨率 注意力机制 数字图像处理 计算机视觉 激光与光电子学进展
2023, 60(14): 1410010
1 中国科学院大连化学物理研究所化学激光重点实验室，辽宁 大连 116023
2 中国科学院大学，北京 100049
3 中国烟草总公司郑州烟草研究院，河南 郑州 450001
基于自主研制的72通薄片泵浦模块进行了克尔透镜锁模薄片激光技术研究。首先，分析了薄片克尔透镜锁模原理。然后，基于ABCD矩阵和孤子锁模理论设计了谐振腔。最后，基于72通泵浦模块进行了克尔透镜锁模谐振腔飞秒脉冲实验研究，当泵浦功率为72 W时，获得了平均功率为11.78 W、脉冲宽度为243 fs、重复频率为81.45 MHz的飞秒脉冲输出；优化腔型后，在94 W泵浦时得到了22.33 W的输出功率，脉冲宽度为394 fs。
激光器 薄片激光器 多通泵浦 克尔透镜锁模 飞秒激光 中国激光
2023, 50(14): 1401006
1 重庆大学 低品位能源利用技术及系统教育部重点实验室重庆 400044
2 重庆大学 核工程与核技术系重庆 400044
窄矩形通道因具有结构紧凑等优点而被广泛应用于各个领域。为完善窄矩形通道中临界热流密度（Critical Heat Flux，CHF）的预测方法，提高反应堆安全性和经济性，本文进行了不同窄缝宽度下窄矩形通道内CHF可视化试验来探索CHF触发机理。实验同步采集不同窄缝宽度下可视化结果和热工水力数据，结果发现：当窄缝宽度分别为5 mm、3 mm、2 mm和1 mm时，在发生CHF时，通道内流型分别对应泡状流、弹状流、搅混流和环状流。在发生CHF前，在泡状流、弹状流和搅混流都存在温度波动。在环状流中CHF涉及到区域由初始的干斑逐渐扩展；在搅混流时CHF涉及到的区域较小；而弹状流涉及到的区域最广；在泡状流中加热壁面温度波动频率最高。当系统压力在1?4 MPa范围内、在窄缝宽度为1 mm时，系统压力与CHF之间存在非线性关系，而在其余通道中随着系统压力增加CHF增加。因此，窄缝宽度对窄矩形通道中CHF有非常重要的影响。本文分析结果可为CHF机理模型的建立提供思路。
临界热流密度 窄矩形通道 窄缝宽度 可视化 触发机理 Critical heat flux (CHF) Narrow rectangular channel Gap size Visualization Triggering mechanism
1 长光卫星技术股份有限公司，吉林长春30000
2 吉林省卫星遥感应用技术重点实验室，吉林长春130000
3 吉林大学 材料科学与工程学院，吉林长春10000
原油作为一种重要的战略物资，在我国经济和**等多个领域均起到重要作用。本文提出一种基于深度学习的目标检测模型TCS-YOLO（Transformer-CBAM-SIoU YOLO），该模型在YOLOv5的基础上进行优化，同时基于吉林一号光学遥感卫星影像数据集进行实验，对全球范围内的储油罐进行识别与分类。优化内容包括：添加基于Transformer架构的C3TR层对网络进行优化；使用CBAM（Convolutional Block Attention Module）在网络层中添加注意力机制；使用SIoU（Scale-Sensitive Intersection over Union） loss代替CIoU（Complete Intersection over Union） loss作为定位损失函数。实验结果表明：与YOLOv5相比，TCS-YOLO的模型复杂度（Giga Floating Point of Operations，GFLOPs）平均减少3.13%，模型参数量（Parameters）平均减少0.88%，推理速度（Inference Speed）平均降低0.2 ms，mAP0.5（mean Average Precision）平均提升0.2%，mAP0.5∶0.95平均提升1.26%。与此同时，将TCS-YOLO模型与通用目标识别模型YOLOv3，YOLOv4，YOLOv5和Swin Transformer进行对比实验，TCS-YOLO均体现出了更高效的特点。TCS-YOLO模型对全球储油罐的目标识别具有通用可行性，可为遥感数据在能源期货领域提供技术参考。
计算机视觉 目标检测 储油罐检测 YOLO computer vision target recognition oil storage tank detection YOLO
1 中国科学院过程工程研究所，多相复杂系统国家重点研究室，北京 100190
2 中国科学院大学，北京 100086
为进一步开发新型环境友好型光芬顿催化剂，基于反应烧结法制备了铁铝尖晶石，探究了铁铝尖晶石对罗丹明B染料的光芬顿催化性能和降解机理。结果表明：试样中物相组成为具有Fe2+和Fe3+复合价态的高纯铁铝尖晶石。通过调整pH值、催化剂质量浓度和H2O2剂量，铁铝尖晶石催化罗丹明B呈现不同的降解效率。当工艺条件为pH=3.14、1.0 g/L FeAl2O4和2% H2O2时，降解效率达到90.71%，TOC去除率达76.46%。经过4次循环使用后，铁铝尖晶石仍然保持良好的稳定性。反应烧结法合成的铁铝尖晶石是一种具有潜在价值的光芬顿催化剂，在染料废水处理中具有应用前景。
铁铝尖晶石 光芬顿催化 反应烧结 染料降解 hercynite photo-Fenton reaction sintering dye degradation
为了探讨核黄素对IL-17A-/-氟中毒小鼠肾脏纤维化的影响, 选取6周龄野生型和IL-17A-/- C57BL/6J雄性小鼠各32只, 分为对照组(0.9% NaCl)、氟化钠组(24 mg/kg NaF)、核黄素组(5 mg/kg 核黄素磷酸钠)、氟化钠+核黄素组(24 mg/kg NaF+5 mg/kg核黄素磷酸钠), 每组8只。连续灌胃90 d后, 对小鼠肾脏组织形态、纤维化程度、血清生化指标肌酐(Cr)、尿酸(UA)和尿素氮(BUN)进行检测。结果显示, 核黄素能够减轻氟引起的小鼠肾脏组织形态学损伤和纤维化程度, 不能改变氟导致的正常小鼠血清Cr、UA、BUN升高现象。这些结果表明, 添加核黄素可以缓解IL-17A-/-小鼠氟中毒导致的肾脏纤维化, 且核黄素在IL-17A-/-小鼠中的缓解效果要比正常小鼠更好。
氟中毒 核黄素 小鼠 肾脏纤维化 fluorosis riboflavin mouse renal fibrosis IL-17A IL-17A
1 桂林电子科技大学，信息与通信学院，广西 桂林 541004
2 丹尼克斯半导体有限公司研发中心，英国 伦敦，LN6 3LF，英国
3 电子科技大学，电子科学与工程学院，四川 成都 610054
4 中国电子科技集团公司第十二研究所 微波电真空器件国家级重点实验室，北京 100015
设计了一支可工作于4～9次谐波的大回旋太赫兹振荡管，借助于三维粒子模拟，研究了设计的大回旋振荡管注-波互作用机理、高次谐波工作特性、谐波模式间竞争等关键特性。结果表明，通过调节磁场强度，可以在多个相邻谐波处连续激发振荡，实现频率为240 GHz到460 GHz之间的太赫兹波辐射，最大辐射功率为19 kW。同时研究了第7、8和9次谐波模式之间的竞争，讨论了实现稳定注-波互作用和高次谐波状态下单模工作的方法。此外，论文还对不同谐波状态下的欧姆损耗功率进行了研究。
大回旋电子注 回旋管 高次谐波 太赫兹 axis-encircling electron beams gyrotron high harmonics THz
