量子算法及其在图像处理中的应用

量子计算与量子信息是涉及物理学、计算机科学、数学以及信息科学等多个学科的新兴综合性交叉研究领域,是量子力学理论和经典计算理论完美结合的产物.由于其强大的计算能力及广阔的应用前景,使得其在国际学术界以及政府科研机构中引起巨大的兴趣.在量子计算的研究中,计算性能的优越性主要体现在算法的有效性上.目前为止,被公认的最具代表性的量子算法有Shor的大数质因子分解算法以及Grover提出的数据库搜索量子算法.集合运算是科学技术很多领域的基础,如数据库操作、信号处理、图像压缩等等都可最终归结为对集合的操作.但是对于包含了高维无序向量的集合,要对其进行有效快速的集合运算,在经典电子计算机上是困难的.因此,需要新的原理和新的算法来有效操作集合.量子图像处理(QIP)就是利用量子计算机来处理图像信息从而希望获得比电子计算机更好的处理效果.量子图像处理研究才刚刚起步,在不久的将来可能会成为一个受关注的研究热点.对目前的量子算法研究进展、量子集合运算、量子图像处理以及量子Hopfield神经网络研究作一个综述性论述.     

量子计算机的量子力学基础

文章从量子力学的基本原理出发论述了量子计算机的量子比特、量子寄存器和量子逻辑门的量子力学基础及量子计算机的优越性和存在的困难。     

量子神经计算

量子计算与神经计算的结合是当前人工神经网络理论发展的一个前沿课题 ,由此而产生的量子神经计算新范式具有很高的理论价值和应用潜力。文章在介绍量子计算基本原理的基础上 ,讨论了将它引入神经计算领域的可能性和可行性 ,从理论上分析了量子神经计算所具有的性能 ,并给出量子神经计算模型的几种可能形式。     

抛物线性限制势量子点量子比特的振荡周期

在抛物量子点中电子与体纵光学声子强耦合的条件下，应用Pekar变分方法得出了电子的基态和第一激发态的本征能量及基态和第一激发态本征波函数．量子点中这样二能级体系可作为一个量子比特．当电子处于基态和第一激发态的叠加态时，计算出电子在空间的几率分布作周期性振荡．并且得出了振荡周期随受限长度及耦合强度的变化关系．     

量子与非门和量子或非门的理论实现

为了实现量子与非门和量子或非门,从而完善量子计算中的量子逻辑功能,提出二人零和单硬币量子博弈模型的理论方案,利用对量子硬币的不同量子操控从而分别实现量子与非和量子或非逻辑功能.研究结果表明,当两输入端信息相同时,可将量子与非门或者量子或非门视作两个独立的量子硬币,且实现这两种量子逻辑功能的量子操作相同;若两输入端信息不...     

量子信息学

在简述量子信息的发展背景之后,介绍了量子纠缠、量子计算、量子密码、等方面的内容.     

量子区分与量子克隆简述

在经典信息理论中,编码状态可以精确复制与区分;而在量子信息中,由于态的叠加性存在,使得非正交态不可区分,量子态不可复制与删除.但是,量子态的区分和克隆在新型的量子信息科学中具有广泛的应用,例如量子密码的接收和窃听等.本文简要介绍量子态的区分和克隆的数学概念及相关研究结果.     

量子乘法器的设计及其实现方法

乘法器在数字信号处理和数字通信领域应用广泛,如何实现快速高效的乘法器关系着整个系统的运算速度。提出了一种新颖的量子乘法器设计方法,利用量子门设计一位量子全加器,并将n个一位量子全加器叠加在一起设计n位量子全加器,实现2个n位二进制数的加和;再利用2个控制非门设计置零电路,并使用置零电路设计量子右移算子;对二进制数乘法步骤进行改进,利用量子全加器和量子右移算子设计量子乘法器,同时设计实现此乘法器的量子线路。时间复杂度分析结果表明,本方法与目前最高效的量子乘法器具有相同的时间复杂度,并具有更简洁的实现方法。     

量子语言的一些性质

给出了不同输入字符集上两个q 自动机张量积的定义,研究了不同输入字符集上两个q 自动机的张量积识别的语言.同时讨论了η 量子语言和广义η 量子语言,给出了η 量子语言和广义η 量子语言的一些性质.     

FM-IM光纤模拟接收机设计

ＦＭ－ＩＭ 模拟信号传输方式的光纤通信系统与直接强度调制、基带模拟传输方式 相比，有明显的优点，其信噪比可提高１．７＋２０１ｏｇβＦＭ（ｄＢ）．本文试图寻求一种适 用于 ＦＭ－ＩＭ光接收机前端的工程设计方法，以便较好地确定光检测器、前置低噪声 放大器的类型及其主要参数．     

量子环中量子比特的自由旋转品质因子

在量子环中电子与体纵光学声子强耦合的情况下,通过求解能量本征方程,得出了电子的第一激发态和基态的能量及其波函数.数值计算结果表明自由旋转品质因子随量子环内径(或外径)的增大而减小,且随电子-声子耦合强度的增大而增大.     

柱形量子点qubit的振荡周期

通过精确求解能量本征方程获得柱型量子点中的电子能态,并利用电子的基态和第一激发态构造一个量子比特．对GaAs量子点的数值计算表明：量子点能量随半径或柱高的增大而减小;量子比特的振荡周期随半径或柱高的增大而增大．     

利用量子计算网络实现量子远距传态

利用处于纠缠的一对粒子，作为量子位传态通道，实现远程量子传态，并构造出量子计算网络。     

未来的量子计算机

回顾了量子计算机的理论研究概况,介绍了量子计算机基本原理和量子电路的研制情况,并拽出量子计算机实现的条件以及目前存在的困难,最后是展望量子计算机的前景。     

两种典型的量子通信技术

量子通信是量子信息中的一个重要分支．而其中最典型的量子通信技术是量子隐形传态和量子密码通信．文章介绍了量子通信中量子叠加和量子纠缠的概念．并介绍两种量子通信技术的理论框架,同时也涉及了这个领域的实验研究进展．     

Complete multiple round quantum dense coding with quantum logical network

We present a complete multiple round quantum dense coding scheme for improving the source ca-pacity of that introduced recently by Zhang et al. The receiver resorts to two qubits for storing the four local unitary operations in each round.     

量子信息技术

量子特性在信息领域有着独特的功能,在提高运算速度、确保信息安全、增大信息容量和提高检测精度等方面有望突破现有经典信息系统的极限。量子信息科学正是由量子力学与信息科学相结合的一门学科。近年来量子信息在理论、实验和应用领域都取得重要突破。量子通信在一定程度上已经实现了商业应用并具有广阔的市场应用前景;量子计算机具有目前的计算机从原理上所不可能具有的无与伦比的威力,但目前尚未真正意义上的量子处理器的技术实现,基于量子光学和固态体系的量子处理器的研究大有可为。     

量子失谐与量子通道的联系

证明了量子操控椭球等同于量子通道椭球.建立了量子失谐与量子通道之间的密切联系.指出量子失谐的核心部分,即基于测量的量子条件熵,等价于量子通道的纠缠熵.     

量子交换机与结合量子通信与经典通信的新模式

在引入量子交换机概念的基础上,提出了经典通信向量子通信过渡时期的一种新的通信模式.利用纠缠交换通过量子交换机来建立量子信道,使得通信方避免了复杂的量子技术.使用经典通信信道来传输无直接关联的信息随机数序列,保证了通信的大容量和高效性.