CN118200946A - 一种基于量子测量的4g开关站数据检测方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及数据检测技术领域，公开了一种基于量子测量的4G开关站数据检测方法和系统，其中方法包括：接收通过量子网络发送的4G开关站的待检测编码数据；所述待检测编码数据通过所述4G开关站对待检测数据进行量子编码得到；对所述待检测编码数据中的量子态进行实时测量，得到测量结果；通过预设异常检测模型对所述测量结果进行异常检测，得到对所述待检测数据的异常检测结果。本发明利用量子态的特性，通过量子网络，对数据进行高效安全的传输，并有效结合了量子通信技术在安全性和实时性方面的优势，提升了数据检测的准确性和安全性，保障了通信网络的稳定运行。

Description

一种基于量子测量的4G开关站数据检测方法和系统

技术领域

本发明涉及数据检测技术领域，特别是涉及一种基于量子测量的4G开关站数据检测方法和系统。

背景技术

在当今信息化时代，4G通信技术的快速发展已成为现代通信领域的重要里程碑，为社会带来深远影响，4G技术以其高速率、低延迟的特性，为大数据传输和实时信息处理提供了坚实基础，然而，随着数据量的激增和通信频率的提高，数据的安全性和准确性的要求也随之提高，传统的数据检测方法在处理效率和安全性方面已难以满足当前高速通信网络的要求，尤其是在4G开关站这一数据流动的关键节点，传统技术的局限性尤为突出，在这一背景下，量子通信技术的崛起为解决上述问题提供了全新的视角和可能性，量子通信技术以其独特的量子编码和量子态测量技术，提升了数据传输的安全性和检测的准确性，特别是在数据的实时检测与分析方面，量子技术展现出了无可比拟的优势，然而，将量子通信技术与4G开关站的数据检测紧密结合，形成一套高效、安全的数据检测方法，仍是现有技术亟待解决的挑战，现有的量子技术应用多停留在理论研究或小规模实验阶段，缺乏有效的实际应用模型，尤其是在与现有4G网络设施的兼容性和集成性方面存在明显不足。因此，现有技术有待提升。

发明内容

本发明提供一种基于量子测量的4G开关站数据检测方法和系统，解决现有的量子技术应用多停留在理论研究或小规模实验阶段，缺乏有效的实际应用模型，尤其是在与现有4G网络设施的兼容性和集成性方面存在明显不足的问题。

为解决上述技术问题，本发明第一方面提供一种基于量子测量的4G开关站数据检测方法，包括：

接收通过量子网络发送的4G开关站的待检测编码数据；所述待检测编码数据通过所述4G开关站对待检测数据进行量子编码得到；

对所述待检测编码数据中的量子态进行实时测量，得到测量结果；

通过预设异常检测模型对所述测量结果进行异常检测，得到对所述待检测数据的异常检测结果。

进一步地，所述待检测数据包括所述4G开关站的数据流量信息、服务质量、硬件运行状态、用户行为数据、环境因素、历史维修和故障记录以及网络安全数据。

进一步地，所述待检测编码数据为所述4G开关站对所述待检测数据进行数据清洗、格式化处理，得到的具有预设格式的二进制数据。

进一步地，所述4G开关站对待检测数据进行量子编码，包括：

所述4G开关站选取若干个量子比特，并将每个所述量子比特设置为初始状态；

所述4G开关站根据具有预设格式的二进制数据，对每个所述量子比特执行量子逻辑门操作，以将具有预设格式的二进制数据映射到所述量子比特的状态上，得到所述待检测编码数据。

进一步地，所述接收通过量子网络发送的4G开关站的待检测编码数据，包括：

接收通过量子安全通信渠道发送的一对或多对纠缠的量子比特对以及所述4G开关站发送的复合量子态测量数据；所述复合量子态测量数据为所述4G开关站通过对复合量子态进行测量得到；所述复合量子态为所述4G开关站通过量子逻辑门操作将所述待检测编码数据编织到纠缠的量子比特中得到；

通过量子逻辑门中的泡利门，根据所述复合量子态测量数据对所述待检测编码数据的量子态进行重建，以使重建后的所述待检测编码数据中的量子比特与所述4G开关站中的量子比特具有相同的状态。

进一步地，所述对所述待检测编码数据中的量子态进行实时测量，得到测量结果，包括：

根据所述待检测数据的数据类型和特征配置配置量子测量装置的测量基和设备参数；

通过配置后的所述量子测量装置对所述待检测编码数据中的量子态进行实时测量，得到测量数据；

对所述测量数据进行数据特征提取，得到所述测量结果。

进一步地，通过下式进行所述待检测编码数据中的量子态的实时测量：

式中，R为从量子态中提取的测量数据；为测量符M在量子态/>下的期望值；Tr为“迹”运算；/>为矩阵M在第i行第k列的元素；/>为密度矩阵/>在第k行第i列的元素；M为与量子测量相关的算符；/>为量子态的密度矩阵；i和k为矩阵索引；/>为混合态的量子熵；S为量子熵；/>为第j个量子态的概率；/>为第j个量子态的密度矩阵；j为不同量子态的索引；/>为特征值；l为混合态密度矩阵特征值的索引；/>为混合态与参考态之间的保真度；F为保真度；/>为参考量子态的密度矩阵；/>为加权的非线性项；/>，/>，/>为加权系数。

进一步地，通过下式对所述测量数据进行数据特征提取：

式中，为测量结果；/>为常数；/>//>为R随时间的变化率；/>为R的微小增量；dt为时间的微小增量；/>为指数函数；/>为参数；/>是二次项；/>，/>，/>，/>是加权系数。

进一步地，所述预设异常检测模型通过下式表示：

式中，为异常检测结果；/>，/>，/>为加权系数；N为数据点的总数；T为观测时间的总长度；/>为对于序列中第q个数据点/>进行数据体征提取的结果；/>和/>是平均值，分别为数据特征提取结果/>和时间导数d/>/dt的平均值；/>为在时间t对数据R进行特征提取的结果；H为概率密度函数；/>为/>的标准差。

本发明第二方面提供一种基于量子测量的4G开关站数据检测系统，包括：

数据接收模块，用于接收通过量子网络发送的4G开关站的待检测编码数据；所述待检测编码数据通过所述4G开关站对待检测数据进行量子编码得到；

实时测量模块，用于对所述待检测编码数据中的量子态进行实时测量，得到测量结果；

异常检测模块，用于通过预设异常检测模型对所述测量结果进行异常检测，得到对所述待检测数据的异常检测结果。

与现有技术相比，本发明实施例的有益效果在于：

本发明提供一种基于量子测量的4G开关站数据检测方法和系统，其中方法包括：接收通过量子网络发送的4G开关站的待检测编码数据；所述待检测编码数据通过所述4G开关站对待检测数据进行量子编码得到；对所述待检测编码数据中的量子态进行实时测量，得到测量结果；通过预设异常检测模型对所述测量结果进行异常检测，得到对所述待检测数据的异常检测结果。本发明利用量子态的特性，通过量子网络，将编码的数据高效、安全地传输到数据处理中心，利用先进的量子测量技术对量子态进行实时测量并进行深入分析，通过构建异常检测模型对分析结果进行细致的异常检测，有效地结合了量子通信技术在安全性和实时性方面的优势，提升了数据检测的准确性和安全性，保障了通信网络的稳定运行。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明某一实施例提供的一种基于量子测量的4G开关站数据检测方法的流程图；

图2是本发明某一实施例提供的量子编码过程图；

图3是本发明某一实施例提供的步骤S1的流程图；

图4是本发明某一实施例提供的步骤S2的流程图；

图5是本发明某一实施例提供的一种基于量子测量的4G开关站数据检测系统的装置图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应当理解，文中所使用的步骤编号仅是为了方便描述，不对作为对步骤执行先后顺序的限定。

应当理解，在本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。

术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

在一实施例中，如图1所示，本发明第一方面提供一种基于量子测量的4G开关站数据检测方法，包括：

S1、接收通过量子网络发送的4G开关站的待检测编码数据；所述待检测编码数据通过所述4G开关站对待检测数据进行量子编码得到；

在一实施例中，所述待检测数据包括所述4G开关站的数据流量信息、服务质量、硬件运行状态、用户行为数据、环境因素、历史维修和故障记录以及网络安全数据；其中，数据流量信息括数据传输率、流量峰值和用户数量，服务质量包括信号强度、延迟和丢包率，硬件运行状态包括温度、功率消耗和硬件故障记录，用户行为数据包括上网时间、访问的网站类型和数据使用模式，环境因素包括气温、湿度和电磁干扰，历史维修和故障记录包括过去的维修记录、故障类型和频率，网络安全数据包括入侵检测日志和异常流量模式。本申请通过对这些数据的收集，从而能够获得一个全面的、多维度的4G开关站网络运行状况快照，便于后续数据分析的进行。

在一实施例中，所述待检测编码数据为所述4G开关站对所述待检测数据进行数据清洗、格式化处理，得到的具有预设格式的二进制数据。

具体的，预设格式为适合量子编码的格式，本申请通过所述4G开关站对待检测数据进行标准化处理，使其更适合量子编码并从中提取特征，不仅优化了数据的质量，提高了数据处理的效率，而且为后续的量子编码和数据传输打下了坚实基础，同时预处理后的数据更适合量子处理，确保了数据传输和分析的准确性。

在一实施例中，所述4G开关站对待检测数据进行量子编码过程如图2所示，包括：

S01、所述4G开关站选取若干个量子比特，并将每个所述量子比特设置为初始状态；

S02、所述4G开关站根据具有预设格式的二进制数据，对每个所述量子比特执行量子逻辑门操作，以将具有预设格式的二进制数据映射到所述量子比特的状态上，得到所述待检测编码数据。

具体的，4G开关站所进行的量子编码过程为准备量子比特，将每个量子比特设置到的初始状态，根据转换后的二进制数据，对每个量子比特执行相应的量子逻辑门操作，将二进制数据映射到量子比特的状态上：对于二进制数据'0'，量子比特保持在/>状态，对于二进制数据'1'，使用量子门中的X门将量子比特的状态从/>翻转到/>。

在编码完成后，4G开关站还对量子数据进行验证，具体为：选取一部分量子比特进行测量并记录测量结果，将测量得到的结果与原始的二进制数据进行比较，若所有选定的量子比特的测量结果都与相应的二进制数据一致，那么可以认为量子编码过程是成功的，若测量结果与原始二进制数据不一致，分析错误的原因，包括量子门操作不准确、外部干扰、量子比特的退相干的因素，针对发生错误的量子比特，重新进行编码操作，对重新编码后的量子比特进行验证，确保编码的准确性，如果仍然存在错误，便对量子计算系统进行校准或优化，记录错误发生的频率和类型。

本申请通过准备量子比特并执行相应的量子逻辑门操作将预处理后的二进制数据映射到量子比特的状态上，提升了数据的安全性和完整性，由于任何未授权的观测都会立即改变量子态从而被检测到，使得量子编码后的数据难以被截获或篡改，量子编码在保护数据隐私的同时高效地处理大量数据，便于4G网络的高速数据传输。

在一实施例中，步骤S1如图3所示，包括：

S11、接收通过量子安全通信渠道发送的一对或多对纠缠的量子比特对以及所述4G开关站发送的复合量子态测量数据；所述复合量子态测量数据为所述4G开关站通过对复合量子态进行测量得到；所述复合量子态为所述4G开关站通过量子逻辑门操作将所述待检测编码数据编织到纠缠的量子比特中得到；

S12、通过量子逻辑门中的泡利门，根据所述复合量子态测量数据对所述待检测编码数据的量子态进行重建，以使重建后的所述待检测编码数据中的量子比特与所述4G开关站中的量子比特具有相同的状态。

具体的，待检测编码数据——经过量子编码后的待检测数据在传输时，需在量子通信设备中生成一对或多对纠缠的量子比特，并通过量子安全通信渠道将纠缠的量子比特对分别发送到4G开关站和数据处理中心；4G开关站通过量子逻辑门操作将待检测编码数据“编织”到纠缠态中形成一个新的复合量子态，其中复合量子态包含待检测编码数据的量子信息和纠缠态的一部分，接着对复合量子态进行测量，同时测量纠缠的量子比特和待检测编码数据的量子比特，并将测量结果通过光纤发送至数据处理中心；数据处理中心接收到来自4G开关站的测量结果后，使用该测量结果指导对目的地纠缠量子比特的操作，通过量子逻辑门中的泡利门根据4G开关站的测量结果重建编码数据的量子态，使得数据处理中心内重建后的待检测编码数据中的量子比特与4G开关站的原始的待检测数据量子态具有相同的状态。

由于量子纠缠允许两个位置的量子态之间存在即时的关联，那么任何企图截获或干扰传输的行为都会立即被检测到，而通过量子逻辑门操作将编码数据信息“编织”到纠缠态中，并在数据处理中心重建原始数据的量子态，不仅保障了数据传输的安全性，还提高了传输效率和数据完整性，是一种极其安全的数据传输方式；且通过量子网络的高速传输能力，使得大容量数据能被迅速而准确地传输至数据处理中心，大幅度提高了通信效率和响应速度。

S2、对所述待检测编码数据中的量子态进行实时测量，得到测量结果；

在一实施例中，步骤S2如图4所示，包括：

S21、根据所述待检测数据的数据类型和特征配置配置量子测量装置的测量基和设备参数；其中，数据类型包括量子比特，量子态的相干性和量子纠缠；特征配置包括纠缠度量，相干度量，保真度；测量基包括：计算基——适用于测量量子比特的标准状态，哈达玛基——适用于测量量子比特在叠加态的情况，圆极化基——适用于测量量子比特在不同相位叠加的情况；设备参数为测量时间窗口和环境噪声控制，提高探测器的响应速度和灵敏度。测量基和设备参数的选择标准为考虑系统兼容性和实验可行性，以达到最大化信息提取和最小化测量误差。

S22、通过配置后的所述量子测量装置对所述待检测编码数据中的量子态进行实时测量，得到测量数据；

其中，通过下式进行所述待检测编码数据中的量子态的实时测量：

式中，R为从量子态中提取的测量数据；为测量符M在量子态/>下的期望值；Tr为“迹”运算；/>为矩阵M在第i行第k列的元素；/>为密度矩阵/>在第k行第i列的元素；M为与量子测量相关的算符，是一个/>的矩阵；/>为量子态的密度矩阵，也是一个/>的矩阵；i和k为矩阵索引，用于遍历矩阵的行和列；/>为混合态的量子熵；S为量子熵；/>为第j个量子态的概率；/>为第j个量子态的密度矩阵；j为不同量子态的索引；/>为特征值，用于计算混合态的量子熵；l为混合态密度矩阵特征值的索引，用于遍历所有的特征值；为混合态与参考态之间的保真度；F为保真度；/>为参考量子态的密度矩阵；为加权的非线性项，用于增强或强调测量结果的影响；/>，/>，/>为加权系数，用于调整不同项在总和中的相对重要性。

本申请通过量子通信网络接收编码了原始数据的量子态，并利用精确配置的量子测量装置进行实时测量，包括对量子态的密度矩阵进行精细处理，充分利用了量子力学的非经典特性，如量子叠加和纠缠，实现了对数据的高效、高精度提取。而量子测量技术的应用不仅提升了数据的提取速度，还极大提高了数据在传输过程中的安全性和完整性，确保了从量子态中提取的数据具有高度的纯净性和可处理性，为后续的数据分析和异常检测打下了坚实的基础。

S23、对所述测量数据进行数据特征提取，得到所述测量结果；

其中，通过下式对所述测量数据进行数据特征提取：

式中，为测量结果，用于进一步处理和解释从量子态中提取的测量数据R；/>为常数，用于确保在R接近零时对数函数的稳定性；/>用于捕捉R的对数变化，对于处理具有指数级变化的数据特别有用；/>//>为R随时间的变化率；/>为R的微小增量；dt为时间的微小增量；/>为指数函数，用于强调R较小值的影响；/>为参数，决定衰减的速率；/>是二次项，用于捕捉R的非线性特征；/>，/>，/>，/>是加权系数。

本申请利用上述数据特征提取公式对从量子态中提取的测量数据进行进一步分析，可以深入理解和处理量子测量所得数据，包括捕捉数据的对数变化、动态变化及其非线性特征，这种分析方式可以准确捕捉到数据的细微变化和复杂模式，从而更好地理解数据的本质，可以提高数据解析的深度和范围，使得从量子态中提取的数据能够被更全面、更细致地理解和应用，对于揭示数据的内在模式和特性至关重要，有助于识别和理解数据中隐藏的复杂信息和动态变化，从而为异常检测和后续处理提供更为准确和深入的依据。

本申请所提出的实时测量模型和特征提取模型具有全面性、动态监测能力、对混合态的处理能力，并考虑非线性特性，通过结合量子态的期望值、量子熵、保真度以及引入非线性项的方式提供了一个多维度的量子态分析框架，为量子信息的提取和量子系统的分析提供了更大的灵活性和适用范围。

S3、通过预设异常检测模型对所述测量结果进行异常检测，得到对所述待检测数据的异常检测结果；

具体的，本申请先对分析后提取的特征——测量结果进行量子解码，并对每个量子比特进行测量，以获取其状态信息，记录每个量子比特的测量结果，构成解码后的二进制数据串，将测量得到的二进制数据串转换回原始的经典信息格式，选择适用于量子计算框架的机器学习模型构建预设异常检测模型，将解码转换后的数据输入至预设异常检测模型中分析数据异常模式，即异常检测结果并输出。

其中，所述预设异常检测模型通过下式表示：

式中，为异常检测结果；/>，/>，/>为加权系数，分别用于调整方差项、绝对偏差项和基于高斯分布的概率密度函数H的重要性；N为数据点的总数；T为观测时间的总长度；为对于序列中第q个数据点/>进行数据体征提取的结果；/>和/>是平均值，分别为数据特征提取结果/>和时间导数d/>/dt的平均值，通过对所有数据点进行算术平均得到；/>为在时间t对数据R进行特征提取的结果；H为概率密度函数，此处优选为正态分布函数中的高斯分布函数；/>为/>的标准差，表示数据的变异程度。

本申请将历史异常数据和开关站运行数据作为训练样本集开始进行模型训练，每次迭代结束后使用交叉验证对模型进行评估直至模型性能不再显著提高或达到预定的迭代次数后停止迭代获取预设异常检测模型。在对数据进行深入分析的基础上，接着构建了一个基于量子计算框架的预设异常检测模型，该模型不仅包括了对分析后数据的量子解码和量子比特的测量，还融合了先进的机器学习算法，这种结合量子计算与机器学习的创新方法，使得预设异常检测模型不仅能够高效地处理大量数据，还能精准地识别并响应数据中的异常模式，极大地提高了数据监测的准确性和响应速度，为通信网络的稳定运行提供了有力保障，对量子测量和分析所得数据进行高效、精准的异常监测，通过机器学习模型的应用，可以自动识别数据中的异常模式，提高检测的速度和准确性，从而确保数据的质量和通信网络的稳定性。

在一实施例中，本申请还可通过设定判断阈值L对异常检测结果进行异常响应与处理，具体为：

若，则说明未检测到异常，则持续监控数据和性能指标，定期分析收集的数据，检查预设异常检测模型E(R)的性能，根据实际情况调整模型参数，定期进行预防性维护，包括硬件检查、软件更新和系统优化；

若，则说明检测到了异常，则自动触发警报，将相关数据和时间点记录下来，包括量子态的信息、测量结果、计算得到的异常值，对触发异常的数据进行初步分析，判断引起异常的可能原因，若异常原因是量子态的不稳定，则重置量子态并重新进行测量，若异常原因是硬件故障或严重的系统问题，则立即启动紧急维护程序，包括现场维修、更换故障部件或升级系统软件，利用量子通信技术的优势，远程检查4G开关站的运行状态和数据传输质量，定期回顾和分析异常检测记录。

本申请在成功检测到数据异常后，还提供了一套全面的异常响应与处理机制，包括对异常数据的自动记录、初步分析、以及根据异常原因采取的具体响应措施，能迅速准确地定位问题并采取有效措施。本申请还可通过定期回顾和分析异常检测记录，不断优化异常检测模型，提升系统的整体性能和可靠性，快速有效地对识别出的异常进行反应和处理，确保通信网络的连续稳定运行，提高了对系统异常的响应速度和处理效率，减少了潜在故障对网络运行的影响。

本申请实施例中基于现有的量子技术应用多停留在理论研究或小规模实验阶段，缺乏有效的实际应用模型，尤其是在与现有4G网络设施的兼容性和集成性方面存在明显不足的问题，设计了一种基于量子测量的4G开关站数据检测方法，其实现了接收通过量子网络发送的4G开关站的待检测编码数据；所述待检测编码数据通过所述4G开关站对待检测数据进行量子编码得到；对所述待检测编码数据中的量子态进行实时测量，得到测量结果；通过预设异常检测模型对所述测量结果进行异常检测，得到对所述待检测数据的异常检测结果的技术方案；利用量子态的特性，通过量子网络，对数据进行高效安全的传输，并有效结合了量子通信技术在安全性和实时性方面的优势，提升了数据检测的准确性和安全性，保障了通信网络的稳定运行。

需要说明的是，虽然上述流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。

在另一实施例中，如图5所示，本发明第二方面提供一种基于量子测量的4G开关站数据检测系统，包括：

数据接收模块10，用于接收通过量子网络发送的4G开关站的待检测编码数据；所述待检测编码数据通过所述4G开关站对待检测数据进行量子编码得到；

实时测量模块20，用于对所述待检测编码数据中的量子态进行实时测量，得到测量结果；

异常检测模块30，用于通过预设异常检测模型对所述测量结果进行异常检测，得到对所述待检测数据的异常检测结果。

需要说明的是，上述一种基于基于量子测量的4G开关站数据检测系统中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。关于一种基于量子测量的4G开关站数据检测系统的具体限定参见上文中对于一种基于量子测量的4G开关站数据检测方法的限定，二者具有相同的功能和作用，在此不再赘述。

综上，本发明涉及数据检测技术领域，公开了一种基于量子测量的4G开关站数据检测方法和系统，其中方法包括：接收通过量子网络发送的4G开关站的待检测编码数据；所述待检测编码数据通过所述4G开关站对待检测数据进行量子编码得到；对所述待检测编码数据中的量子态进行实时测量，得到测量结果；通过预设异常检测模型对所述测量结果进行异常检测，得到对所述待检测数据的异常检测结果。本发明利用量子态的特性，通过量子网络，对数据进行高效安全的传输，并有效结合了量子通信技术在安全性和实时性方面的优势，提升了数据检测的准确性和安全性，保障了通信网络的稳定运行。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例直接相同或相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。需要说明的是，上述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种基于量子测量的4G开关站数据检测方法，其特征在于，包括：

接收通过量子网络发送的4G开关站的待检测编码数据；所述待检测编码数据通过所述4G开关站对待检测数据进行量子编码得到；

对所述待检测编码数据中的量子态进行实时测量，得到测量结果；

通过预设异常检测模型对所述测量结果进行异常检测，得到对所述待检测数据的异常检测结果。

2.根据权利要求1所述的一种基于量子测量的4G开关站数据检测方法，其特征在于，所述待检测数据包括所述4G开关站的数据流量信息、服务质量、硬件运行状态、用户行为数据、环境因素、历史维修和故障记录以及网络安全数据。

3.根据权利要求1所述的一种基于量子测量的4G开关站数据检测方法，其特征在于，所述待检测编码数据为所述4G开关站对所述待检测数据进行数据清洗、格式化处理，得到的具有预设格式的二进制数据。

4.根据权利要求3所述的一种基于量子测量的4G开关站数据检测方法，其特征在于，所述4G开关站对待检测数据进行量子编码，包括：

所述4G开关站选取若干个量子比特，并将每个所述量子比特设置为初始状态；

所述4G开关站根据具有预设格式的二进制数据，对每个所述量子比特执行量子逻辑门操作，以将具有预设格式的二进制数据映射到所述量子比特的状态上，得到所述待检测编码数据。

5.根据权利要求1所述的一种基于量子测量的4G开关站数据检测方法，其特征在于，所述接收通过量子网络发送的4G开关站的待检测编码数据，包括：

接收通过量子安全通信渠道发送的一对或多对纠缠的量子比特对以及所述4G开关站发送的复合量子态测量数据；所述复合量子态测量数据为所述4G开关站通过对复合量子态进行测量得到；所述复合量子态为所述4G开关站通过量子逻辑门操作将所述待检测编码数据编织到纠缠的量子比特中得到；

通过量子逻辑门中的泡利门，根据所述复合量子态测量数据对所述待检测编码数据的量子态进行重建，以使重建后的所述待检测编码数据中的量子比特与所述4G开关站中的量子比特具有相同的状态。

6.根据权利要求1所述的一种基于量子测量的4G开关站数据检测方法，其特征在于，所述对所述待检测编码数据中的量子态进行实时测量，得到测量结果，包括：

根据所述待检测数据的数据类型和特征配置配置量子测量装置的测量基和设备参数；

通过配置后的所述量子测量装置对所述待检测编码数据中的量子态进行实时测量，得到测量数据；

对所述测量数据进行数据特征提取，得到所述测量结果。

7.根据权利要求6所述的一种基于量子测量的4G开关站数据检测方法，其特征在于，通过下式进行所述待检测编码数据中的量子态的实时测量：

式中，R为从量子态中提取的测量数据；为测量符M在量子态/>下的期望值；Tr为“迹”运算；/>为矩阵M在第i行第k列的元素；/>为密度矩阵/>在第k行第i列的元素；M为与量子测量相关的算符；/>为量子态的密度矩阵；i和k为矩阵索引；/>为混合态的量子熵；S为量子熵；/>为第j个量子态的概率；/>为第j个量子态的密度矩阵；j为不同量子态的索引；为特征值；l为混合态密度矩阵特征值的索引；/>为混合态与参考态之间的保真度；F为保真度；/>为参考量子态的密度矩阵；/>为加权的非线性项；/>，/>，/>为加权系数。

8.根据权利要求7所述的一种基于量子测量的4G开关站数据检测方法，其特征在于，通过下式对所述测量数据进行数据特征提取：

式中，为测量结果；/>为常数；/>//>为R随时间的变化率；/>为R的微小增量；dt为时间的微小增量；/>为指数函数；/>为参数；/>是二次项；/>，/>，/>，/>是加权系数。

9.根据权利要求8所述的一种基于量子测量的4G开关站数据检测方法，其特征在于，所述预设异常检测模型通过下式表示：

式中，为异常检测结果；/>，/>，/>为加权系数；N为数据点的总数；T为观测时间的总长度；/>为对于序列中第q个数据点/>进行数据体征提取的结果；/>和/>是平均值，分别为数据特征提取结果/>和时间导数d/>/dt的平均值；/>为在时间t对数据R进行特征提取的结果；H为概率密度函数；/>为/>的标准差。

10.一种基于量子测量的4G开关站数据检测系统，其特征在于，包括：

数据接收模块，用于接收通过量子网络发送的4G开关站的待检测编码数据；所述待检测编码数据通过所述4G开关站对待检测数据进行量子编码得到；

实时测量模块，用于对所述待检测编码数据中的量子态进行实时测量，得到测量结果；

异常检测模块，用于通过预设异常检测模型对所述测量结果进行异常检测，得到对所述待检测数据的异常检测结果。