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信息技术研究生论坛（二十一）

场次一、

时间：2023年11月16日（星期四）16：30-18：30

地点：计算机与电子信息学院509教室

报告题目一：物理模型与深度神经网络相结合的智能光学成像

报告人：黄永庆

报告简介：目前，大多数光学计算成像(CI)神经网络采用有监督的训练策略，因此需要大量的训练集来优化它们的权重和偏差。

除去长时间的数据采集过程中对环境和系统稳定性的要求不谈，在许多实际应用中，不太可能获得足够数量的地面真实图像进行训练。因此，在传统的深度神经网络中加入一个完整的表征图像形成过程的物理模型能够克服这一限制。由此产生的物理增强深度神经网络(PhysenNet)最显著的优势是，无需事先训练就可以使用，从而消除了对大量标记数据的需求。

实验表明，只需向物理物理网络输入一个相位对象的衍射图，它就可以自动优化网络，并通过神经网络和物理模型的相互作用最终生成物体的相位。这为神经网络设计开辟了一个新的范式，将物理模型整合到神经网络的概念可以推广到许多其他的CI问题。

报告题目二：离散调制连续变量量子密钥分发协议演变与发展

报告人：沈诗泽

报告简介：离散调制连续变量量子密钥分发协议（DM-CV-QKD）的思想是将连续变量量子密钥分发（CV-QKD）与离散变量量子密钥分发（DV-QKD）两种方法相结合，以提高量子密钥分发协议的灵活性、鲁棒性和适应性。DM-CV-QKD试图充分利用连续变量的高传输速率和离散变量的容错性。这使得DM-CV-QKD能够提供高性能的量子密钥分发，既适合高速数据传输，又能够保持信息的安全性。DM-CV-QKD的过程涵盖了量子态的生成、编码、传输、解码、密钥生成以及安全性分析。这个过程结合了连续变量和离散变量的元素，旨在提供更灵活、更鲁棒、更高性能和更安全的量子密钥分发。

报告题目三：逆向设计的硅基片上功率分束器

报告人：王巫亮

报告简介：由于当前的集成电路的高集成、大带宽、抗干扰、兼容性等需求，我们不得不去设计一系列的片上光器件，首当其冲的就是“功率分束器”。传统的正向设计有一定盲目性，时间成本和人力成本都过高。而逆向设计基于参数算法和计算机的辅助下，人工参与度下降且具有小尺寸、低损耗、多功能等特点。主要的改良如下：（1）直接二进制搜索算法：仿真设计的任意向分束器，略过了弯曲波导使其结构更紧凑。（2）正六边形正八边形任意输入1×2 和 1×3 功率分束器，解决了不可逆向使用的问题。（3）旋转的二进制搜索算法：多功能的 1×2 模式转换器，可以兼顾功率分束和模式转换的功能。（4）结合相变材料设计微纳光子波导开关，直接插入功率分束器，便于未来的光子通讯。

报告题目四：量子密钥分发研究及概述

报告人：禹钧译

报告简介：随着互联网的大范围普及，人类之间的信息传递达到了前所未有的数量和频率，各种隐私信息越来越多地暴露在互联网上，因此，人类对保密通信的需求也到了前所未有的高度。互联网信息安全的加密方式称为“公开密钥”密码体系，其原理是通过加密算法，生成网络上传播的公开密钥，以及留在计算机内部的私人密钥，两个密钥必须配合使用才能实现完整的加密和解密过程。现代互联网使用的加密标准是20世纪70年代诞生的RSA算法，即利用大数的质因子分解难以计算来保证密钥的安全性。但是随着计算能力的不断提升，RSA的安全性受到了挑战。1984年，物理学家Bennett和密码学家Brassard提出了基于量子力学测量原理的“量子密钥分配”BB84协议，从根本上保证了密钥的安全性。随后经过多年的实验和技术改进，以“量子密钥分配”为核心的量子保密通信技术已经逐渐完成了实用化，并形成了一定的产业规模。本报告以量子密钥的离散分发和连续分发为主题进行概述，对量子密钥分发技术进行了综合性的概述以及未来前景的探究。

场次二、

时间：2023年11月9日（星期四）16：30-18：30

地点：计算机与电子信息学院509教室

报告题目一：智慧城市中区块链技术的应用研究

报告人：邓宇翔

报告简介：智慧城市的建设旨在提高城市居民生活质量，优化城市中的资源分配，使城市发展更和谐统一。目前在建设智慧城市时已经运用物联网和云计算等技术，同时也考虑将区块链应用到城市系统之中。区块链可以记录具有一定价值的虚拟资产，具有透明，不可更改，去中心化的特点。当前区块链技术有望应用在城市中来解决一些麻烦的问题，例如交通拥堵，废物处理，空气污染等。基于智慧城市所需要解决的一些问题，和在系统处理中需要透明，无单点故障且数据需要保护的特点，建立一个事务公开的政府是一项巨大的挑战。所以在满足这些要求之前，需要认识智慧城市的主要组成部分，包括智能数据库系统，智能控制系统和智能运营商以及智能接口，区块链可以应用于这些部分的建设，以确保这些组件的正常运行，维护居民的信息安全。当前在智慧城市中应用区块链技术仍然具有相当多的问题和挑战，经过此次研究我希望能够解决一些存在的问题，加快推动区块链技术在智慧城市之中的应用。

报告题目二：分叉区块链

报告人：韦清文

报告简介：传统区块链的应用取得了巨大的成功，但是传统区块链的弊端也让人诟病，巨大的资源消耗，仍需向矿工支付‘手续费’，低的数据吞吐量。基于传统区块链的弊端，popov在<The Tangle>上提出一种全新的区块链，即分叉区块链，它允许多链存在，并具备高吞吐量，无‘手续费’，低资源消耗等特点，在<The Tangle>中，作者分析了区块链在两种区域下的性能特点，分别是LR (Low of Regime)和HR (Hight of Regime)，作者通过数学建模，得出了事务在不同区域某个时间t中的累积权重值表达式，该表达式为以后的双花攻击(double-spending attack)成功的概率分析提供了数学基础，在此基础上Yixin Li等在<Direct Acyclic Graph-Based Ledger for Internet of Things: Performance and Security Analysis>中又拓展了两种区域，即L2HR(Low to Height Regime)、H2LR(Height to Low Regime)，考虑到了在区块链中事务到达率变化的情况，并提出在此变化过程中的事务期望值显式表达式。

报告题目三：基于AI算法的结构色逆向设计研究

报告人：程昊宇

报告简介：人类的生活离不开丰富多彩的颜色，大部分信息只有依赖不同的颜色才能得到精确显示，因此，颜色在人类发展的历史进程中至关重要。相变材料（PCM）由于其可逆相变、低开关能量和纳秒级开关速度，在无机可调谐颜色领域引起了极大的关注。而Sb2S3作为一种潜在的适合调节可见光的光学PCM。我们使用遗传算法和时域有限差分（FDTD）解决方案的组合，对基于Sb2S3的可调谐结构颜色纳米天线进行了逆向设计。通过了解不同目标波长结构优化后的反射光谱、入射角变化（以5的步长改变入射角，0◦ 至20◦）和偏振角变化的影响、Si3N4封装层对结构性能的影响，对基于MATLAB的遗传算法结构色逆向设计流程有一个初步的理解。并且能够将方法拓展到结构色之外的微纳光学元器件设计。

报告题目四：探究不同参数对逐线刻写均匀光纤光栅产生的影响与光纤熔接技术

报告人：肖扬

报告简介：飞秒激光的超短脉冲、超高峰值功率等特点使得其在光电子器件微纳加工等方面具有巨大的应用价值。这里分别对用飞秒激光制备光纤光栅过程中的光栅长度 L、位移平台的移动速度 V、所需激光能量 P、激光光束质量等因素进行了细致的研究。同时还了解了一下光纤熔接技术。