[发明专利]量子Arnold图像置乱方法

摘要

本发明涉及量子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。所述方法包括给定原始量子图像，对原始图像的x轴坐标进行Arnold置乱变换，对原始图像的y轴坐标进行Arnold置乱变换。对x轴坐标的置乱变换还包括计算x+y和对2n取模；对y轴坐标的置乱变换还包括计算2y、计算x+2y和对2n取模。本发明算法以量子线路的形式给出，能够保证算法能在量子计算机上直接运行；与已有的量子Arnold置乱算法相比，本发明的取模操作通过直接忽略进位实现，大大降低了网络复杂度。

主权项

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＞＝|y＞|x＞＝|yn‑1yn‑2…y0＞|xn‑1xn‑2…x0＞,|yj＞|xj＞∈{0,1},j＝n‑1,…,0其中，2n×2n为经典图像尺寸，|yn‑1yn‑2…y0＞|xn‑1xn‑2…x0＞是位置信息，|ci＞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|yn‑1yn‑2…y0＞和|xn‑1xn‑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|xn‑1xn‑2…x0＞中，各个量子比特的值由xn‑1xn‑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|yn‑1yn‑2…y0＞变为|yn‑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|yn‑2…y00＞和原始图像的x轴位置信息|xn‑1xn‑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 |yn‑1yn‑2…y0＞中，各个量子比特的值由yn‑1yn‑2…y0变为y′n‑1y′n‑2…y′0。