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行人跟踪算法及应用综述
曹自强, 赛斌, 吕欣
2020, 69 (8): 1-18.
摘要 +
行人跟踪是计算机视觉领域中研究的热点和难点, 通过对视频资料中行人的跟踪, 可以提取出行人的运动轨迹, 进而分析个体或群体的行为规律. 本文首先对行人跟踪与行人检测问题之间的差别进行了阐述, 其次从传统跟踪算法和基于深度学习的跟踪算法两个方面分别综述了相关算法与技术, 并对经典的行人动力学模型进行了介绍, 最终对行人跟踪在智能监控、拥堵人群分析、异常行为检测等场景的应用进行了系统讲解. 在深度学习浪潮席卷计算机视觉领域的背景下, 行人跟踪领域的研究取得了飞跃式发展, 随着深度学习算法在计算机视觉领域的应用日益成熟, 利用这一工具提取和量化个体和群体的行为模式, 进而对大规模人群行为开展精确、实时的分析成为了该领域的发展趋势.
偶极玻色-爱因斯坦凝聚体中的各向异性耗散
赵珊珊, 贺丽, 余增强
2020, 69 (8): 1-6.
摘要 +
针对偶极相互作用的玻色-爱因斯坦凝聚体, 解析计算了点状杂质沿平行极化轴和垂直极化轴运动的能量耗散率, 证明了在超流临界速度更大的方向上耗散率也更高. 该结论为最近在162Dy原子气体中观测到的实验现象提供了理论支持. 对于一般的运动方向, 给出了耗散率在高速极限下以及临界速度附近的渐近形式. 结合数值计算的结果, 论证了耗散率随方向角的变化总是表现出与临界速度一致的各向异性.
复杂网络上的部分同步化: 奇异态、遥同步与集团同步
王振华, 刘宗华
2020, 69 (8): 1-15.
摘要 +
近年来, 复杂网络上耦合振子的部分同步化引起了人们极大的关注, 其潜在或背后的原因是部分同步化斑图在大脑网络中广泛存在, 并很可能与大脑的认知或记忆等功能有密切的联系. 本文对这些进展进行简单的总结与归纳, 并按照学者们研究的不同侧重点, 将其分成三方面来进行介绍, 即奇异态、遥同步与集团同步化. 着重强调这三种情形各自出现的条件、常用的研究模型、检测的方法以及侧重解释的生物现象等方面. 并对它们三者之间的相互关系及今后的研究方向做一些简单的探讨.
社会引力定律追根溯源
闫小勇
2020, 69 (8): 1-8.
摘要 +
在交通出行、人口迁移、商品贸易、信息流通、社会交往、科研合作等大量人、物、信息的空间流动现象中, 都存在类似万有引力定律的规律, 即两地之间的某种流动量与两地活力的乘积成正比、与两地距离的幂成反比. 类比万有引力定律建立的引力模型也在交通出行分布预测、人口迁移量预测、地区间贸易量预测等诸多方面获得了广泛应用. 但复杂的社会系统中为何会有这样简单的引力定律存在? 这是个非常有趣也有价值的问题. 本文对从统计物理学、微观经济学和博弈论等不同视角探索社会引力定律根源的研究进行了综述.
复杂网络链路可预测性: 基于特征谱视角
谭索怡, 祁明泽, 吴俊, 吕欣
2020, 69 (8): 1-10.
摘要 +
近年来链路预测的理论和实证研究发展迅速, 大部分工作关注于提出更精确的预测算法. 事实上, 链路预测的前提是网络的结构本身能够被预测, 这种“可被预测的程度”可以看作是网络自身的基本属性. 本文拟从特征谱的视角去解释网络的链路可预测性并刻画网络的拓扑结构信息, 通过对网络特征谱进行分析, 构造了复杂网络链路可预测性评价指标. 通过该指标计算和分析不同网络的链路可预测性, 能够在选择算法前获取目标网络能够被预测的难易程度, 解决到底是网络本身难以预测还是预测算法不合适的问题, 为复杂网络与链路预测算法的选择和匹配问题提供帮助.
排名聚合算法在少量长列表聚合中的性能比较分析
陈玟宇, 朱章黔, 王晓蒙, 贾韬
2020, 69 (8): 080201.
摘要 +
排名聚合将多个排名列表聚合成一个综合排名列表, 可应用于推荐系统、链路预测、元搜索、提案评选等. 当前已有工作从不同角度对不同排名聚合算法进行了综述、比较, 但存在算法种类较少、数据统计特性不清晰、评价指标不够合理等局限性. 不同排名聚合算法在提出时均声称优于已有算法, 但是用于比较的方法不同, 测试的数据不同, 应用的场景不同, 因此何种算法最能适应某一任务在很多情况下仍不甚清楚. 本文基于Mallows模型, 提出一套生成统计特性可控的不同类型的排名列表的算法, 使用一个可应用于不同类型排名列表的通用评价指标, 介绍9种排名聚合算法以及它们在聚合少量长列表时的表现. 结果发现启发式方法虽然简单, 但是在排名列表相似度较高、列表相对简单的情况下, 能够接近甚至超过一些优化类方法的结果; 列表中平局数量的增长会降低聚合排名的一致性并增加波动; 列表数量的增加对聚合效果的影响呈现非单调性. 整体而言, 基于距离优化的分支定界方法(FAST)优于其他各类算法, 在不同类型的排名列表中表现非常稳定, 能够很好地完成少量长列表的排名聚合.
基于局部加密纯无网格法非线性Cahn-Hilliard方程的模拟
任金莲, 蒋戎戎, 陆伟刚, 蒋涛
2020, 69 (8): 080202.
摘要 +
为数值求解描述不同物质间相位分离现象的高阶非线性Cahn-Hilliard (C-H)方程, 发展了一种基于局部加密纯无网格有限点集法(local refinement finite pointset method, LR-FPM). 其构造过程为: 1) 将C-H方程中四阶导数降阶为两个二阶导数, 连续应用基于Taylor展开和加权最小二乘法的FPM离散空间导数; 2) 对区域进行局部加密和采用五次样条核函数以提高数值精度; 3) 局部线性方程组求解中准确施加含高阶导数Neumann边值条件. 随后, 运用LR-FPM求解有解析解的一维/二维 C-H方程, 分析粒子均匀分布/非均匀分布以及局部粒子加密情况的误差和收敛阶, 展示了LR-FPM较网格类算法在非均匀布点情况下的优点. 最后, 采用LR-FPM对无解析解的一维/二维 C-H方程进行了数值预测, 并与有限差分结果相比较. 数值结果表明, LR-FPM方法具有较高的数值精度和收敛阶, 比有限差分法更易数值实现, 能够准确展现不同类型材料间相位分离非线性扩散现象随时间的演化过程.
蓝移阱中单个铯原子基态磁不敏感态的相干操控
李翔艳, 王志辉, 李少康, 田亚莉, 李刚, 张鹏飞, 张天才
2020, 69 (8): 080301.
摘要 +
$\left| {{\rm{6}}{{\rm{S}}_{1/2}},F = 3,{m_F} = - 1} \right\rangle $$\left| {{\rm{6}}{{\rm{S}}_{1/2}},F = 4,{m_F} = 1} \right\rangle $间的相干操控, 并研究了其相对能级频移随磁场的变化, 获得了“魔术”磁场(magic magnetic field)大小为1.4(2) Gauss (1Gauss = 10-4 T). 利用魔术磁场可大幅改善超精细态$\left| {\rm{6}}{{\rm{S}}_{1/2}}\right.$, $F = 3 $, $\left. {m_F} = - 1 \right\rangle $$\left| {{\rm{6}}{{\rm{S}}_{1/2}},F = 4,{m_F} = 1} \right\rangle $之间的相干性, 测量到的相干时间可达1.0(1) s.">单个中性原子的超精细微波跃迁能级的相干性是基于中性原子量子计算、量子信息处理和量子模拟的基础. 我们在实验上利用微波双光子拉曼过程实现了蓝移阱中铯原子基态超精细态$\left| {{\rm{6}}{{\rm{S}}_{1/2}},F = 3,{m_F} = - 1} \right\rangle $$\left| {{\rm{6}}{{\rm{S}}_{1/2}},F = 4,{m_F} = 1} \right\rangle $间的相干操控, 并研究了其相对能级频移随磁场的变化, 获得了“魔术”磁场(magic magnetic field)大小为1.4(2) Gauss (1Gauss = 10-4 T). 利用魔术磁场可大幅改善超精细态$\left| {\rm{6}}{{\rm{S}}_{1/2}}\right.$, $F = 3 $, $\left. {m_F} = - 1 \right\rangle $$\left| {{\rm{6}}{{\rm{S}}_{1/2}},F = 4,{m_F} = 1} \right\rangle $之间的相干性, 测量到的相干时间可达1.0(1) s.
交错跃迁Hofstadter梯子的量子流相
刘彪, 周晓凡, 陈刚, 贾锁堂
2020, 69 (8): 080501.
摘要 +
为玻色Hofstadter梯子模型引入交错跃迁, 来扩展模型支持的量子流相. 基于精确对角化和密度矩阵重整化群计算发现, 无相互作用时, 系统中包含横流相、涡旋相和纵流相; 横流相来自均匀跃迁时Hofstadter梯子模型的Meissner相, 纵流相是交错跃迁时才可见的流相. 强相互作用极限下系统的超流区也包含横流相、纵流相和涡旋相, 但存在更多的相变级数; 超流区的横流相、纵流相之间存在相变但Mott区的不存在, 把Mott区的“横、纵流相”称为Mott-均匀相, 在Mott区只存在均匀相和涡旋相. 跃迁的交错会压缩涡旋相存在的区域, 使Mott区最终只剩下均匀相; 跃迁的交错不仅能驱动Mott-超流相变, 还使磁通的改变也能够驱动系统的Mott-超流相变. 对这一系统的研究丰富了磁通系统中的量子流相, 同时为研究拓扑流特性提供了模型支持.
耦合相振子系统同步的序参量理论
郑志刚, 翟云, 王学彬, 陈宏斌, 徐灿
2020, 69 (8): 080502.
摘要 +
节律行为, 即系统行为呈现随时间的周期变化, 在我们的周围随处可见. 不同节律之间可以通过相互影响、相互作用产生自组织, 其中同步是最典型、最直接的有序行为, 它也是非线性波、斑图、集群行为等的物理内在机制. 不同的节律可以用具有不同频率的振子(极限环)来刻画, 它们之间的同步可以用耦合极限环系统的动力学来加以研究. 微观动力学表明, 随着耦合强度增强, 振子同步伴随着动力学状态空间降维到一个低维子空间, 该空间由序参量来描述. 序参量的涌现及其所描述的宏观动力学行为可借助于协同学与流形理论等降维思想来进行. 本文从统计物理学的角度讨论了耦合振子系统序参量涌现的几种降维方案, 并对它们进行了对比分析. 序参量理论可有效应用于耦合振子系统的同步自组织与相变现象的分析, 通过进一步研究序参量的动力学及其分岔行为, 可以对复杂系统的涌现动力学有更为深刻的理解.
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