[发明专利]多维量子彩色图像的几何变换的设计与实现方法

说明书

技术领域

本发明涉及多维量子彩色图像的几何变换的设计方法与实现方法，属于量子图像处理技术领域。

背景技术

量子计算机有不同的结构模型，例如量子图灵机模型，量子线路模型，细胞自动机模型等。量子线路模型比其它的几种模型更容理解，但功能是等价的，因此采用量子线路模型来定义量子计算机：是由包含连线和基本量子门排列起来、形成的处理量子信息的量子线路建造的。量子计算机具有独特的处理数据能力，可解决现有经典计算机难以解决的数学问题，例如大数的质因子分解和离散对数求解，因此，它成为世界各国战略竞争焦点，比如，美国仿照当年成功制造原子弹的曼哈顿计划(Manhattan project)，在2009年启动了微型曼哈顿计划(Mini-Manhattan project)，投巨资去研发量子芯片。

将量子计算和图像处理处理技术向结合，这种新的不同学科的交叉技术定义为量子图像处理。

在经典计算中，信息单元用比特(Bit)表示，它只有两个状态：0态或1态。在量子计算中，信息单元用量子比特(Qubit)表示，它有两个基本量子态|0＞和|1＞，基本量子态简称为基态(Basis State)。任何双能级的量子系统都可用来实现量子比特，例如氢原子中的电子的基态和激发态、质子自旋在任意方向的+12分量和-12、圆偏振光的左旋和右旋等都可以分别用|0＞和|1＞表示。

一个量子比特可以是两个基态的线性组合，常被称为叠加态(Superposition)，可表示为|ψ＞＝a|0＞+b|1＞。其中a和b是两个复数，满足|a|²+|b|²＝1，因此也被称为概率幅。在测量量子比特时，量子态|ψ＞以|a|²的概率坍缩(Collapsing)成|0＞，以|b|²的概率坍缩成|1＞。所以一个量子比特可以同时包含|0＞和|1＞的信息，这与经典计算中的比特截然不同。

张量积(Tensor Product)是将小的向量空间合在一起，构成更大向量空间的一种方法，用符号表示，它有如下的含义：

假设U和V是两个复矩阵

U=u00u01u10u11,V=v00v01v10v11]]>

那么