[发明专利]量子Arnold图像置乱方法

权利要求书

1.量子Arnold图像置乱方法，其特征在于能够在量子计算机上实现图像的Arnold置乱；所述方法包括以下步骤：

步骤1，给定原始量子图像|I>，其表达式为：

|I>=12nΣi=022n-1|ci>⊗|i>]]>

|ci>=cosθi|0>+sinθi|0>,θi∈[0,π2],i=0,1,...,22n-1]]>

|i＞＝|y＞|x＞＝|y_n-1y_n-2…y₀＞|x_n-1x_n-2…x₀＞,|y_j＞|x_j＞∈{0,1},j＝n-1,…,0

其中，2ⁿ×2ⁿ为经典图像尺寸，|y_n-1y_n-2…y₀＞|x_n-1x_n-2…x₀＞是位置信息，|c_i＞是灰度信息，是克罗内克积；

步骤2，对原始图像的x轴坐标进行Arnold置乱变换；

（1）计算x+y；

采用量子加法器；将原始图像的位置信息|y_n-1y_n-2…y₀＞和|x_n-1x_n-2…x₀＞作为加法器的输入，加法器最下面的量子比特|0＞用来存储进位；

（2）对2ⁿ取模；

步骤（1）计算得到的x+y对2ⁿ取模；

取模后完成对原始图像x轴坐标的Arnold置乱，置乱后的x轴坐标依然存储在量子比特|x_n-1x_n-2…x₀＞中，各个量子比特的值由x_n-1x_n-2…x₀变为x′_n-1x′_n-2…x′₀；

步骤3，对原始图像的y轴坐标进行Arnold置乱变换；

（1）计算2y；

将y中的所有量子比特左移1位，最右端补0，并忽略最高位，即将＞y_n-1y_n-2…y₀＞变为|y_n-2…y₀0＞；

（2）计算x+2y；

采用量子加法器；将左移1位后的y轴位置信息|y_n-2…y₀0＞和原始图像的x轴位置信息|x_n-1x_n-2…x₀＞作为加法器的输入，加法器最下面的量子比特|0＞用来存储进位；

（3）对2ⁿ取模；

步骤（2）计算得到的x+2y对2ⁿ取模；

取模后完成对原始图像y轴坐标的Arnold置乱，置乱后的y轴坐标依然存储在量子比特|y_n-1y_n-2…y₀＞中，各个量子比特的值由y_n-1y_n-2…y₀变为y′_n-1y′_n-2…y′₀。

2.根据权利要求1所述的量子Arnold图像置乱方法，其特征在于，所述步骤2和步骤3所述的对2ⁿ取模运算通过在取结果时直接将进位忽略实现。