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中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）人工智能實(shí)驗(yàn)實(shí)踐創(chuàng)新教學(xué)平臺(tái)競(jìng)爭(zhēng)性磋商

一、項(xiàng)目簡(jiǎn)介 以中醫(yī)學(xué)理論為依據(jù)，將采集的望、聞、問、切等信息用數(shù)據(jù)形式表達(dá)，強(qiáng)調(diào)客觀地評(píng)價(jià)人體健康狀態(tài)和病變本質(zhì)，并對(duì)所患病、證給出概括性判斷。另外，在中醫(yī)大數(shù)據(jù)的時(shí)代背景下，完善中醫(yī)人工智能輔助診療服務(wù)平臺(tái)與應(yīng)用的功能性。通過設(shè)計(jì)高效的在線信息分析技術(shù)，加強(qiáng)對(duì)病患終點(diǎn)結(jié)局的把握。 二、前期研究基礎(chǔ)

污水生態(tài)處理技術(shù)是指運(yùn)用生態(tài)學(xué)原理，采用工程學(xué)方法，使污水無害化、資源化， 是污水中污染物治理與水資源利用相結(jié)合的方法。其中，人工濕地生態(tài)處理技術(shù)及生物 操縱技術(shù)是實(shí)現(xiàn)污水生態(tài)處理及資源化的關(guān)鍵技術(shù)。研究表明，人工濕地能夠利用基質(zhì) -微生物-植物構(gòu)成的復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)的物理、化學(xué)和生物的三重協(xié)調(diào)作用，通過過濾、吸 附、共沉、離子交換、植物吸收和微生物分解來實(shí)現(xiàn)對(duì)污水的高效凈化，同時(shí)通過營(yíng)養(yǎng) 物質(zhì)和水分的生物地球化學(xué)循環(huán)，促進(jìn)植物的生長(zhǎng)，實(shí)現(xiàn)污水的資源化和無害化。 

在中國(guó)，每年有超過30萬人由于意外或者癌癥等疾病手術(shù)而失去聲音——這種人類最簡(jiǎn)單最快速的通信交流方式。雖然目前有傳統(tǒng)人工喉可以使用，但除了成本大、消耗高，對(duì)于患者來說，也存在使用麻煩、體驗(yàn)感差、發(fā)音模糊等問題。尤其是傳統(tǒng)人工喉的聲音是電子機(jī)器的聲音，在日常交流時(shí)不免顯得突兀冰冷。

本發(fā)明公開一種基于人工表面等離激元的微波渦旋波發(fā)生器。該結(jié)構(gòu)工作在微波頻段，由雙層人工表面等離激元波導(dǎo)實(shí)現(xiàn)對(duì)于電磁波的傳輸，上層波導(dǎo)和下層波導(dǎo)之間的連接通過一個(gè)金屬過孔實(shí)現(xiàn)。該微波渦旋波發(fā)生器的輻射部分主要由一系列放置在人工表面等離激元波導(dǎo)旁邊的圓形貼片實(shí)現(xiàn)，同時(shí)這些圓形貼片作為諧振器也提供了產(chǎn)生不同的渦旋波所需的相位。這種微波渦旋波發(fā)生器可以在不同頻率處實(shí)現(xiàn)具有不同軌道角動(dòng)量模式的渦旋波，而不需要在結(jié)構(gòu)上做出任何改變。

我校量子信息技術(shù)研究所王琴教授團(tuán)隊(duì)在量子密碼領(lǐng)域取得新突破，該團(tuán)隊(duì)首次提出將人工智能領(lǐng)域的長(zhǎng)短期記憶神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(LSTM)應(yīng)用到量子密碼控制系統(tǒng)之中, 實(shí)現(xiàn)了對(duì)量子密碼系統(tǒng)的主動(dòng)反饋與控制, 在不引入任何額外硬件和輔助穩(wěn)定設(shè)備的條件下，將系統(tǒng)傳輸效率提升接近百分之二十。該成果近期發(fā)表在美國(guó)物理學(xué)會(huì)權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《PhysicalReview Applied》上。 　　量子密碼作為量子信息技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展最為成熟的技術(shù)，正逐漸從實(shí)驗(yàn)室階段走向商用化，有望在未來大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)加密通信中發(fā)揮重要作用，因而得到學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的廣泛關(guān)注。自第一個(gè)BB84協(xié)議提出以來，量子密碼無論是在理論上還是在實(shí)驗(yàn)上均取得了巨大進(jìn)展。現(xiàn)有量子密碼系統(tǒng)包括相位、偏振、時(shí)間-能量編碼等編碼方式，其中相位編碼方式應(yīng)用最為廣泛。該類系統(tǒng)在運(yùn)行過程中不可避免地存在相位漂移問題，因而需要不斷對(duì)發(fā)送端和接收端的相位進(jìn)行實(shí)時(shí)校準(zhǔn)。目前主流系統(tǒng)通過采用掃描+傳輸?shù)姆椒▉斫鉀Q。該方法雖然可以實(shí)現(xiàn)相位補(bǔ)償，但會(huì)導(dǎo)致量子密碼系統(tǒng)傳輸效率降低。針對(duì)該缺點(diǎn)，我校王琴教授團(tuán)隊(duì)首次提出將人工智能與量子密碼控制系統(tǒng)相結(jié)合，利用LSTM網(wǎng)絡(luò)主動(dòng)預(yù)測(cè)系統(tǒng)相位漂移大小，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)主動(dòng)反饋與控制；同時(shí)通過固定時(shí)間間隔對(duì)網(wǎng)絡(luò)細(xì)胞狀態(tài)進(jìn)行更新，使量子密碼系統(tǒng)始終保持穩(wěn)定的高效率運(yùn)行狀態(tài)。該方法在不提高系統(tǒng)硬件復(fù)雜度的前提下大幅提升了量子密碼系統(tǒng)傳輸效率。此外值得提出，該方法的適用范圍不依賴于某種協(xié)議或編碼方式，原則上同樣適用于其他任意量子密碼協(xié)議和任意編碼系統(tǒng)，為未來開展大規(guī)模量子通信網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用提供新的研究思路與應(yīng)用方法。 該項(xiàng)工作的第一作者是我校通信與信息工程學(xué)院碩士研究生劉靖陽，量子信息技術(shù)研究所的王琴教授和江蘇省圖像處理與圖像通信重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的謝世朋副教授是該工作的共同通訊作者。該工作得到了安徽問天量子科技有限公司的技術(shù)支持。此項(xiàng)工作受到國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金以及江蘇省研究生科研實(shí)踐創(chuàng)新等項(xiàng)目的支持。