混沌係統的同步及在保密通信中的應用 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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☆☆☆☆☆

王興元 著

圖書標籤:

• 混沌係統
• 同步
• 保密通信
• 非綫性動力學
• 信息安全
• 密碼學
• 控製理論
• 信號處理
• 復雜係統
• 應用數學

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030330246

版次：1

商品編碼：10913304

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2012-01-01

用紙：膠版紙

頁數：563

正文語種：中文

內容簡介

《混沌係統的同步及在保密通信中的應用》從非綫性科學的角度介紹瞭混沌控製與同步、混沌保密通信的基本原理和國內外發展概況，以及作者對混沌係統的同步及其在保密通信中的應用研究所取得的成果.主要內容有：混沌控製及保密通信的發展史及其基本理論與方法，混沌係統的完全同步和廣義同步，幾種典型的混沌遮掩、混沌鍵控和混沌調製的保密通信方法。
本書深入淺齣，圖文並茂，文獻豐富，可供理工科大學教師、高年級本科生、研究生閱讀，也可供自然科學和工程技術領域中的研究人員參考。

目錄

第1章 緒論
1.1 混沌的産生、發展與意義
1.1.1 混沌的起源與産生過程
1.1.2 混沌研究的意義
1.2 混沌研究的作用、現狀與展望
1.3 混沌控製與同步簡介
1.4 混沌保密通信簡介
1.5 本書的基本特徵
1.5.1 本書的主要研究內容
1.5.2 本書采用的研究方法
1.5.3 本書的主要創新之處
參考文獻

第2章 混沌控製及保密通信的基本理論與方法
2.1 混沌的基本理論
2.1.1 混沌的特徵
2.1.2 混沌的定義
2.1.3 奇怪吸引子
2.2 混沌研究的判據與準則
2.2.1 相空間重構
2.2.2 功率譜分析
2.2.3 Lyapunov指數
2.3 混沌控製的基本理論
2.3.1 自適應控製原理
2.3.2 反饋控製原理
2.3.3 非反饋控製原理
2.4 混沌同步的幾種基本方法
2.4.1 反饋同步法
2.4.2 激活控製法
2.4.3 全局同步法
2.4.4 基於觀測器的同步法
2.5 混沌同步在保密通信中的應用
2.5.1 混沌同步通信的優勢
2.5.2 混沌保密通信的應用方案
2.5.3 超混沌係統的構造與電路設計
2.5.4 混沌保密通信中值得注意的幾個問題
參考文獻

第3章 混沌係統的完全同步
3.1 自適應同步
3.1.1 同結構混沌係統間的自適應完全同步
3.1.2 異結構混沌係統間的自適應完全同步
3.2 綫性耦閤同步
3.2.1 統一混沌係統的綫性耦閤同步
3.2.2 單嚮耦閤混沌同步
3.2.3 存在擾動的綫性耦閤混沌同步
3.2.4 混沌係統實現脈衝同步的簡單判據
3.2.5 兩種脈衝混沌同步的比較
3.3 非綫性反饋同步
3.3.1 主動控製法
3.3.2 Lorenz混沌係統的滑模控製
3.3.3 基於非奇異快速終端滑模的混沌同步
3.3.4 基於狀態觀測器實現蔡氏超混沌係統的同步
3.3.5 一種新的超混沌Lorenz係統的全局同步
3.1 其他幾種混沌同步的方法
3.4.1 基於OPNCL方法的時滯神經網絡的異結構混沌同步
3.4.2 基於7DF方法的時滯神經網絡的異結構混沌同步
參考文獻

第4章 混沌係統的廣義同步
4.1 反同步
4.1.1 統一混沌係統的反同步
4.1.2 兩個相同或不同超混沌係統間的反同步
4.1.3 一類延遲混沌神經網絡的魯棒反同步
4.1.4 滑模控製實現不確定混沌係統的反同步
4.1.5 三種方法實現超混沌Chen係統的反同步
4.2 投影同步
4.2.1 基於綫性分離的自治混沌係統的投影同步
……

第5章 混沌同步在保密通信中的應用
參考文獻

前言/序言

《量子糾纏態的製備與測量技術研究》 內容簡介 本書深入探討瞭量子糾纏態的製備、操縱與測量在量子信息科學領域的核心地位及其關鍵技術。量子糾纏，這一愛因斯坦曾稱之為“幽靈般的超距作用”的奇特現象，是量子力學最深刻的非經典特性之一，也是實現量子計算、量子通信和量子精密測量等革命性技術的基石。本書旨在係統梳理當前量子糾纏研究的前沿進展，重點聚焦於實用化、可擴展性的製備與測量技術，為相關領域的研究人員、工程師及高年級本科生、研究生提供一份詳實的理論指導與技術參考。 第一章 引言：量子糾纏的理論基礎與研究意義 本章首先迴顧量子糾纏的起源，從貝爾不等式的提齣及其違背，到EPR佯謬的深入剖析，闡述瞭量子糾纏在挑戰經典物理直覺方麵的曆史作用。我們將從多體量子係統的角度，詳細介紹各種糾纏態的數學描述，包括貝爾態、GHZ態、W態等，並探討其在量子信息協議中的潛在應用，如量子隱形傳態、量子密集編碼、量子安全直接通信等。隨後，本章將強調當前量子糾纏研究麵臨的主要挑戰，例如糾纏態的製備效率、保真度、可擴展性以及環境退相乾的影響，並展望量子糾纏技術在未來科技發展中的廣闊前景，如構建大規模量子網絡、實現超越經典算力的量子計算機以及提升測量精度至前所未有的水平。 第二章 量子糾纏態的製備技術 本章將係統介紹當前主流的量子糾纏態製備技術，並對其優缺點、適用範圍進行詳細比較。 光子糾纏的製備： 參量下轉換（Spontaneous Parametric Down-Conversion, SPDC）： 詳細闡述非綫性光學晶體（如BBO、PPLN）在泵浦激光作用下産生糾纏光子對的原理，包括過程的量子動力學、光譜學特性以及如何通過優化泵浦光、晶體參數和腔設計來提高糾纏度與生成效率。將重點介紹單模、多模以及空間糾纏光子的製備方法。 四波混頻（Four-Wave Mixing, FWM）： 介紹在原子係綜（如冷原子氣體）或光縴中利用FWM效應産生糾纏光子的原理，分析其在産生高亮度、窄綫寬糾纏光源方麵的優勢，以及如何通過控製原子相乾性或光縴非綫性參數來提升糾纏質量。 量子點（Quantum Dot, QD）糾纏光源： 探討半導體量子點作為單光子源和糾纏源的潛力，重點介紹利用量子點激子-激子復閤過程中産生的糾纏光子，分析其結構設計、材料選擇以及與微腔耦閤的策略，以實現高效、高保真度的糾纏光源。 其他技術： 簡要介紹如正轉、非綫性乾涉等其他光子糾纏製備方法。 原子/離子糾纏的製備： 囚禁離子（Trapped Ions）： 詳細講解如何利用激光冷卻和控製技術，將離子囚禁在電磁場中，並通過精確調控激光脈衝實現離子間量子比特的糾纏。重點介紹Mølmer-Sørensen門等通用糾纏門的操作機理、保真度優化以及多比特糾纏的構建。 中性原子（Neutral Atoms）： 探討利用裏德堡態（Rydberg states）實現原子間強相互作用，進而製備原子糾纏的技術。分析如何通過激光激發、原子陣列設計以及斯塔剋效應來控製相互作用強度和糾纏過程，並介紹基於Rydberg Blochs的糾纏方案。 超導量子比特（Superconducting Qubits）： 詳細介紹基於約瑟夫森結的超導量子比特，以及如何通過微波脈衝控製比特的演化，並利用耦閤器實現比特間的糾纏。重點分析Transmon、Fluxonium等不同類型超導比特的特點，以及實現高保真度CNOT門、iSWAP門等糾纏門的技術細節。 其他物理體係的糾纏製備： 簡要介紹在固態自鏇（如NV色心）、量子點、拓撲量子比特等體係中製備糾纏的研究進展，並分析其獨特優勢與挑戰。 第三章 量子糾纏態的測量與錶徵技術 本章將深入討論如何精確測量和錶徵量子糾纏態的質量，這是驗證糾纏態是否成功製備、評估其在量子信息任務中錶現的關鍵。 貝爾不等式檢驗： 詳細介紹如何設計和實現貝爾不等式檢驗實驗，以非經典的方式確認糾纏的存在。重點討論用於光子糾纏的實驗方案（如CHSH不等式檢驗），以及如何選擇探測器、優化探測效率和角度設置，以最大程度地減小實驗漏洞。 密度矩陣重構（Density Matrix Reconstruction）： 闡述量子態層析（Quantum State Tomography, QST）的方法，如何通過測量不同基下的投影，獲得量子態的密度矩陣。詳細介紹不同尺寸係統（單比特、兩比特、多比特）的QST方案，並討論其在提高效率和減少測量次數方麵的技術進展。 糾纏度量的計算： 介紹各種量化糾纏程度的指標，如糾纏熵（Entanglement Entropy）、糾纏保真度（Entanglement Fidelity）、量子關聯（Quantum Correlation）等，並討論如何從測量的密度矩陣中計算這些指標。 高保真度測量的關鍵技術： 單光子探測器： 介紹不同類型的高效單光子探測器（如超導納米綫單光子探測器SNSPD、雪崩光電二極管APD），分析其探測效率、時間抖動、暗計數率等關鍵性能指標，以及如何優化探測器工作參數以實現高保真度測量。 量子態譜儀： 介紹用於測量原子或離子能級躍遷的光譜學技術，以及如何利用這些技術來探測量子比特的狀態。 讀齣技術（Readout Techniques）： 針對不同的量子比特體係，介紹高效、高保真度的讀齣技術，如光子散射讀齣、探測誘導失相讀齣、超導量子乾涉儀（SQUID）讀齣等，分析其原理、優缺點及在實際應用中的挑戰。 第四章 量子糾纏在量子信息科學中的應用 本章將聚焦於量子糾纏在幾個關鍵量子信息領域的應用，闡述糾纏作為一種寶貴資源的價值。 量子通信（Quantum Communication）： 量子隱形傳態（Quantum Teleportation）： 詳細解釋基於貝爾態的量子隱形傳態協議，分析如何利用糾纏信道和經典通信來實現量子態的無損傳輸。將介紹不同物理體係中實現量子隱形傳態的實驗進展，以及在遠距離量子通信網絡中的應用前景。 量子密集編碼（Quantum Dense Coding）： 闡述如何利用糾纏對和兩個量子比特的操作，實現比經典方式傳輸信息量翻倍的效果。 量子密鑰分發（Quantum Key Distribution, QKD）： 介紹基於糾纏的QKD協議（如E91協議），分析其如何利用糾纏的非局部關聯來保證密鑰的安全性，並抵禦竊聽。 量子計算（Quantum Computation）： 通用量子計算的實現： 探討量子糾纏如何作為實現量子邏輯門的基礎，並驅動量子算法（如Shor算法、Grover算法）的運行。分析構建大規模、容錯量子計算機所需的糾纏策略。 特定量子模擬： 介紹如何利用可控的糾纏態來模擬復雜的量子多體係統，例如材料科學、凝聚態物理、高能物理等領域的關鍵問題，從而解決經典計算機難以解決的難題。 量子精密測量（Quantum Metrology）： 超越標準量子極限（SQL）： 闡述如何利用糾纏態（如Squeezed states）來提高測量的靈敏度和精度，突破經典測量所能達到的極限。 量子傳感： 介紹基於糾纏的量子傳感器在磁場、電場、引力波等方麵的應用，分析其在基礎科學研究和技術應用中的潛在優勢。 第五章 麵臨的挑戰與未來展望 本章將總結當前量子糾纏研究在製備、測量和應用方麵麵臨的主要挑戰，包括： 糾纏態的産生效率與保真度： 如何進一步提高糾纏態的製備效率，並保持極高的保真度，特彆是在多比特係統中。 可擴展性（Scalability）： 如何從少比特係統擴展到包含成韆上萬甚至數百萬量子比特的係統，以實現大規模量子計算和量子網絡。 環境退相乾（Decoherence）： 如何有效保護脆弱的量子糾纏態免受環境噪聲的乾擾，延長其相乾時間。 糾纏的分發與長距離傳輸： 如何在遠距離傳輸高質量的糾纏態，構建全球化的量子通信網絡。 集成化與小型化： 如何將復雜的量子光學或量子電子學器件集成到小型化的平颱，實現便攜式量子信息設備。 最後，本章將對量子糾纏的未來發展方嚮進行展望，包括： 混閤糾纏體係的研究： 探索不同物理體係（如光子與原子、超導與原子）之間實現糾纏的新方法，利用各自優勢構建更強大的量子信息處理器。 新型糾纏態的探索與應用： 發現和利用具有特定性質的新型糾纏態，為解決特定量子信息問題提供新的解決方案。 與人工智能的融閤： 探索如何利用人工智能技術來優化量子糾纏態的製備、控製和測量過程，加速量子技術的進步。 糾纏在基礎物理研究中的新應用： 進一步利用量子糾纏來檢驗和發展基礎物理理論，例如探索引力與量子力學的統一，或研究黑洞信息佯謬等。 本書力求提供一個全麵、深入且具有前瞻性的視角，展現量子糾纏這一迷人現象在現代科學技術中的核心作用，並為讀者提供探索這一前沿領域的堅實基礎。

評分☆☆☆☆☆

這本《混沌係統的同步及在保密通信中的應用》的書名，給人的第一印象就是一種跨學科的融閤。它將“混沌”這種描述復雜係統行為的術語，與“同步”這種描述係統間關聯性的概念結閤起來，再將其引申到“保密通信”這個信息安全領域。這讓我對書中可能包含的內容産生瞭極大的興趣。我猜測，書中很可能首先會深入淺齣地介紹混沌係統的基本概念和特徵，比如對初值敏感性（蝴蝶效應）、吸引子、分形等。然後，會重點探討實現混沌係統同步的各種方法和理論，這可能涉及到控製理論、穩定性分析等方麵的知識。我期待書中能夠介紹一些經典的同步模型，並且分析不同同步方法在不同混沌係統下的適用性和優劣。而“在保密通信中的應用”，這部分內容更是讓人眼前一亮。我設想，作者會解釋為何混沌同步能夠用於保密通信。例如，是否可以利用一個主混沌係統來驅動一個或多個從混沌係統，從而在通信過程中傳遞信息？或者，是否可以通過同步混沌係統的狀態來生成加密密鑰？這些應用是否已經有瞭實際的案例或者正在研發中？書中會否討論混沌保密通信的理論安全性分析，以及它相對於傳統加密方法的優勢和潛在的局限性？總而言之，這本書的書名本身就傳達瞭一種前沿性和實用性兼備的研究方嚮，讓人對作者在混沌理論和信息安全交叉領域所做的探索充滿好奇。

評分☆☆☆☆☆

我被這本書的書名深深吸引瞭，因為它觸及瞭我一直以來都很感興趣的幾個領域：混沌、同步和保密通信。混沌係統以其內在的復雜性和對初值的極端敏感性而聞名，而“同步”這個詞則暗示著一種超越孤立狀態的相互關聯和協調。當這兩個概念與“保密通信”結閤時，我立刻聯想到瞭利用混沌係統的不可預測性來構建安全通信網絡的可能性。我猜測，書中可能會首先深入淺齣地介紹混沌動力學的基礎知識，包括混沌係統的定義、特徵以及一些經典模型，如Lorenz係統、Rossler係統等。接著，重點會放在混沌係統的同步理論和方法上，我期待書中能詳細闡述實現混沌同步的不同策略，例如主從耦閤、反嚮耦閤、自適應同步等，並分析它們在理論和實踐中的優劣。更讓我好奇的是，書中會將這些理論應用於保密通信的細節。我猜想，作者會探討如何利用混沌係統的同步來實現信息加密、密鑰生成、或者直接進行混沌信號的直接通信。這本書的書名，精準地概括瞭一個充滿前沿性和應用價值的研究方嚮，讓我對書中即將展現的精彩內容充滿瞭期待。

評分☆☆☆☆☆

這本書的書名，讓我瞬間聯想到瞭那些在自然界中無處不在的復雜現象，以及科學傢們試圖理解和駕馭這些現象的努力。混沌係統，它們常常錶現齣看似隨機但又並非完全失控的行為，而“同步”的概念則為這些混沌世界引入瞭一種秩序感，一種協調性。這本身就是一個非常吸引人的主題。我推測，書中很可能會從基礎的混沌理論講起，介紹一些經典的混沌係統模型，比如著名的洛倫茲吸引子，以及它們是如何産生混沌行為的。隨後，重點應該會放在“同步”上。我好奇的是，作者會如何解釋混沌係統之間的同步機製？是通過某種耦閤方式，還是通過外部的控製信號？這本書的書名還強調瞭“在保密通信中的應用”，這無疑是本書最令人興奮的部分。我猜測，書中會詳細探討如何利用混沌係統的特性來實現安全可靠的通信。這是否意味著，我們可以利用混沌係統的不可預測性來製造齣極其難以破解的密碼？或者，通過同步的混沌信號來傳遞隱藏的信息？我期待書中能夠提供一些具體的通信方案，並且分析它們的理論基礎和潛在的應用前景。這本書的書名，恰如其分地概括瞭一個充滿挑戰和機遇的研究方嚮，它讓我對接下來的閱讀充滿瞭期待。

評分☆☆☆☆☆

這本書的書名一下就吸引瞭我，因為“混沌”這兩個字本身就帶有一種神秘而又難以捉摸的魅力。我對混沌理論一直充滿瞭好奇，總覺得它隱藏著宇宙運行的某種深層規律，而“同步”這個詞又賦予瞭這種混沌一種秩序感，讓人不禁想知道，看似雜亂無章的混沌係統，是如何能夠達到一種同步的狀態的？更何況，書中還將這種同步應用到瞭“保密通信”這個極具現實意義的領域，這簡直是將理論的抽象美與技術的實用性完美結閤。我設想著，或許書中會詳細介紹不同類型的混沌係統，比如洛倫茲係統、 Rössler係統等等，以及它們在不同參數下錶現齣的混沌特性。然後，重點會是如何通過某種控製方法，比如反步法、自適應控製等等，使得兩個或多個混沌係統能夠彼此同步。讀到這裏，我腦海中已經浮現齣復雜的相圖和時間序列圖，它們一定能夠直觀地展示同步過程的微妙變化。而保密通信的應用，更是讓我興奮不已。我猜測書中可能會介紹如何利用混沌係統的不可預測性來生成僞隨機序列，從而實現對通信信息的加密。這是否意味著，通過精心設計的混沌係統，我們可以構建齣比傳統加密算法更難以破解的通信方式？想到這裏，我仿佛已經迫不及待地想要翻開這本書，去探索混沌世界的奧秘，去揭開混沌同步的神秘麵紗，去領略它在保密通信領域所能帶來的無限可能。這本書的書名，就像一把鑰匙，打開瞭我對前沿科學領域未知世界探索的大門，讓我充滿瞭期待。

評分☆☆☆☆☆

看到這本書的書名，我腦海裏立刻聯想到的是那種在物理學、數學甚至是工程學領域裏，那些看似隨機卻又暗藏玄機的現象。混沌係統本身就是一個非常迷人的研究對象，它揭示瞭許多非綫性係統中普遍存在的復雜行為。而“同步”的概念，又在這混亂中注入瞭一絲組織和協調。想象一下，兩個原本獨立的、錶現齣混沌行為的係統，如何能夠神奇地在某些方麵達成一緻，就像一群鳥兒在空中劃齣優美的同步飛行軌跡一樣。這其中的數學原理和物理機製一定非常精妙。我好奇的是，作者會從哪個角度來闡述混沌係統的同步？是側重於理論數學上的證明和推導，還是通過具體的仿真實驗和數值計算來展示？再者，保密通信的應用，這無疑是本書最具吸引力的一部分。傳統的加密方式，很多都依賴於數學上的睏難性，比如大數分解。而混沌同步的保密通信，是否意味著我們可以利用混沌係統內在的隨機性和敏感性，構建一種全新的、基於物理原理的加密體係？這種體係的安全性又如何評估？它是否能抵禦現有和未來可能齣現的攻擊？我猜想書中會詳細介紹幾種典型的混沌同步通信方案，例如利用同步混沌吸引子進行信息隱藏，或者基於混沌序列進行密鑰生成。這些內容對於信息安全領域的專業人士，乃至對科技發展感興趣的普通讀者來說，都將是極具啓發性的。這本書的書名，精準地概括瞭其核心內容，勾勒齣一幅融閤瞭理論深度和技術創新的研究藍圖。