發(fā)布時(shí)間：2018-05-23 15:40

  本文選題：量子信息處理 + 核磁共振　； 參考：《中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)》2017年博士論文

【摘要】：量子信息科學(xué)以量子力學(xué)為基礎(chǔ),通過與數(shù)學(xué),信息科學(xué),計(jì)算機(jī)科學(xué),以及材料學(xué)等學(xué)科相融合,近30年來獲得了飛速發(fā)展,并取得了累累碩果�；诹孔恿W(xué)系統(tǒng)的獨(dú)特性質(zhì),量子信息科學(xué)在信息安全、信息存儲(chǔ)、信息處理等方面擁有經(jīng)典信息無法比擬的巨大優(yōu)勢(shì),使得許多經(jīng)典信息完全無法企及的問題變得可能,因此量子信息技術(shù)被人們寄予厚望,希望它能夠讓人類的信息處理能力實(shí)現(xiàn)跨越式的提高。信息處理與讀出是信息科學(xué)的核心部分,對(duì)于量子信息過程而言,由于對(duì)象是異于經(jīng)典世界感觀的量子信息,因而針對(duì)量子信息特性及技術(shù)方法的研究顯得尤為重要。如何更有效更準(zhǔn)確地讀出量子態(tài)或者量子信道包含的信息,如何理解量子力學(xué)不相容性對(duì)量子信息的影響,如何快速地對(duì)量子信息進(jìn)行必要的變換等問題都亟待人們解決,并且對(duì)這些問題的研究將在很長(zhǎng)時(shí)間成為人們研究的熱點(diǎn)。目前,多種物理體系都是量子信息處理實(shí)現(xiàn)的潛在載體,其中,核磁共振體系因其成熟的控制技術(shù)以及較好的退相干時(shí)間,成為許多量子處理方法測(cè)試的優(yōu)選平臺(tái),大量的量子算法和量子模擬方案在核磁共振上得到了演示。本文中簡(jiǎn)要介紹了基于核磁共振(NMR)體系的量子信息技術(shù),并圍繞"基于核磁共振體系的量子信息測(cè)量與圖像處理應(yīng)用"這一課題,介紹了本人在攻讀博士學(xué)位期間的一些研究?jī)?nèi)容及成果。論文主要內(nèi)容分為以下幾個(gè)方面:(1,2)前兩章是論文大背景的介紹,包括量子信息科學(xué),以及NMR體系量子計(jì)算實(shí)現(xiàn)。(3)第三章討論了量子態(tài)和量子過程層析的相關(guān)內(nèi)容,介紹了博士期間這個(gè)方向的兩個(gè)工作,一是利用成對(duì)相互作用理論上將利用單個(gè)測(cè)量?jī)x器重構(gòu)量子態(tài)的方法擴(kuò)展到n-qubit系統(tǒng),并用這種方法在實(shí)驗(yàn)上重構(gòu)出不同類型的2-qubit量子態(tài)。二是利用自適應(yīng)測(cè)量,考察對(duì)純態(tài)和幺正過程的層析,極大地減少了測(cè)量次數(shù)。實(shí)驗(yàn)上實(shí)現(xiàn)了對(duì)量子信息處理中的通用邏輯門的層析。(4)第四章介紹了不確定關(guān)系的相關(guān)研究工作。第一個(gè)工作是考慮存在量子記憶的兩體系統(tǒng),對(duì)其中一部分進(jìn)行全部無偏基的測(cè)量,推導(dǎo)出一個(gè)不確定關(guān)系的等式,即總的測(cè)量不確定度是一個(gè)常數(shù),只與初始系統(tǒng)的狀態(tài)相關(guān)。在實(shí)驗(yàn)上,設(shè)計(jì)直接測(cè)量的方式,并通過單個(gè)探測(cè)比特讀出線性熵信息,對(duì)不等式守恒關(guān)系進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。第二個(gè)工作是關(guān)于測(cè)量型不確定關(guān)系。我們對(duì)已有的理論框架做了一些修改,推導(dǎo)出qubit情形下基于統(tǒng)計(jì)距離的一個(gè)增強(qiáng)的測(cè)量型不確定關(guān)系,并設(shè)計(jì)聯(lián)合測(cè)量實(shí)驗(yàn)方案,利用單個(gè)比特直接讀出聯(lián)合測(cè)量概率,對(duì)不等式進(jìn)行實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)。(5)第五章討論了圖像處理和特征提取相關(guān)問題。第一個(gè)工作介紹了量子圖像處理基本框架,一些常用的量子圖像變換相對(duì)經(jīng)典圖像變換存在指數(shù)加速,并在實(shí)驗(yàn)上演示了基本的量子圖像變換過程。另一方面,我們提出一個(gè)高效的邊緣探測(cè)算法,只需要一個(gè)操作即可提取出邊緣信息,與圖片維度無關(guān),并成功的在實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行了演示。第二部分介紹本人對(duì)量子圖像識(shí)別方案的一些簡(jiǎn)單思考。(6)第六章是總結(jié)與展望。
[Abstract]:Quantum information science, based on quantum mechanics, has developed rapidly in the past 30 years by combining with mathematics, information science, computer science, and materials science. Based on the unique properties of quantum mechanical systems, quantum information science has its own aspects in information security, information storage, information processing and so on. The unparalleled advantage of the canon information makes it possible for many classical information to be completely unreachable, so the quantum information technology is expected to be expected to enable the human information processing capability to be improved by leaps and bounds. Information processing and readout are the core of the information science, and for the quantum information process. Because the object is the quantum information that is different from the classical sense of the world, it is particularly important to study the quantum information characteristics and technical methods. How to read the information contained in the quantum state or the quantum channel more effectively and accurately, how to understand the influence of the incompatibility of quantum mechanics to the quantum information and how to quickly get into the quantum information The study of the necessary changes and other problems will be urgently needed to be solved, and the research on these problems will become a hot spot of research for a long time. At present, many physical systems are the potential carriers for the realization of quantum information processing, in which the nuclear magnetic resonance system has become a lot of quantum because of its mature control techniques and better decoherence time. A large number of quantum algorithms and quantum simulation schemes have been demonstrated on nuclear magnetic resonance. In this paper, the quantum information technology based on nuclear magnetic resonance (NMR) system is briefly introduced, and the subject of "quantum information measurement and image processing based on NMR system" is introduced in this paper. The main contents and achievements of the doctorate are divided into the following aspects: (1,2) the first two chapters are the introduction of the large background of the thesis, including the quantum information science and the realization of the quantum computation of the NMR system. (3) the third chapter discusses the related content of quantum state and quantum process layer analysis, and introduces the two in this direction during the doctorate period. The first is to use the pair interaction theory to expand the quantum state of the quantum state by using a single measuring instrument to expand to the n-qubit system, and restructure the different types of 2-qubit quantum states by this method. Two is the use of adaptive measurement to investigate the pure state and unitary pass chromatography, greatly reducing the number of measurements. The general logic gate of the quantum information processing is realized. (4) the fourth chapter introduces the related research work of the uncertain relation. The first work is to consider the two body system with quantum memory, to measure all the unbiased bases of one part, and to derive an equation of the uncertainty relation, that is, the total measurement uncertainty is A constant is only related to the state of the initial system. In the experiment, the method of direct measurement is designed and the linear entropy information is read through a single detection bit. The experimental verification of the conservation of inequality is carried out. The second work is about the uncertainty relation of the measurement type. We have made some modifications to the existing theoretical framework and deduced the qubit situation. An enhanced measurement uncertainty relationship based on statistical distance, and an experimental scheme for joint measurement is designed. A single bit is used to read the joint measurement probability directly. (5) the fifth chapter discusses the problem of image processing and feature extraction. The first work introduces the basic framework of quantum image processing. Some commonly used quantum image transform relative classical image transformation has exponential acceleration, and the basic quantum image transformation process is demonstrated experimentally. On the other hand, we propose an efficient edge detection algorithm, which only needs one operation to extract the edge information, independent of the picture dimension, and successfully carried out in the experiment. The second part introduces my simple thinking about the quantum image recognition scheme. (6) the sixth chapter is the summary and prospect.
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TP391.41;O413

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 嚴(yán)肅;圖像處理超出狹義的范圍[J];中南民族學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2001年02期

2 魏麒,何勇;圖像處理中的一個(gè)兩階段半雜交流水作業(yè)問題(英文)[J];Applied Mathematics:A Journal of Chinese Universities;2005年04期

3 潘路;趙文娟;;圖像處理課程教學(xué)探討[J];中國(guó)西部科技;2006年22期

4 楊琛;;圖像處理中分辨率的選取[J];科技信息(學(xué)術(shù)研究);2008年10期

5 項(xiàng)立明;;初探圖像處理過程中分辨率的選取[J];科技資訊;2008年15期

6 白丹;宋靜波;;圖像處理技術(shù)在指紋自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)中的靈活應(yīng)用[J];黑龍江科技信息;2013年34期

7 胡琳,肖波;影視制作常用圖像處理軟件[J];陜西氣象;2001年06期

8 閆海青,唐晨,徐紅霞;多幅圖像運(yùn)算模塊的建立及在光彈性圖像處理中的應(yīng)用[J];應(yīng)用光學(xué);2001年05期

9 張麗莉,吳健生,王家林;圖像處理在地球物理學(xué)中的應(yīng)用[J];石油地球物理勘探;2003年03期

10 郝群,劉偉華,李博;基于圖像處理的人眼注視方向檢測(cè)研究[J];光學(xué)技術(shù);2004年05期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 苑廷剛;李愛東;李汀;艾康偉;嚴(yán)波濤;;圖像處理技術(shù)在田徑科研中的應(yīng)用初探[A];第七屆全國(guó)體育科學(xué)大會(huì)論文摘要匯編（二）[C];2004年

2 黃海永;朱浩;王朔中;;圖像處理軟件中宏結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)和擴(kuò)展[A];面向21世紀(jì)的科技進(jìn)步與社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展（上冊(cè)）[C];1999年

3 楊文杰;劉浩學(xué);;基于馬爾可夫場(chǎng)理論的圖像處理新方法評(píng)述[A];面向21世紀(jì)的科技進(jìn)步與社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展（上冊(cè)）[C];1999年

4 王晉疆;劉文耀;肖松山;陳曉東;孫正;;光電圖像處理課程中教學(xué)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)[A];光電技術(shù)與系統(tǒng)文選——中國(guó)光學(xué)學(xué)會(huì)光電技術(shù)專業(yè)委員會(huì)成立二十周年暨第十一屆全國(guó)光電技術(shù)與系統(tǒng)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2005年

5 王鵬;;圖像處理技術(shù)與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理[A];全面建設(shè)小康社會(huì)：中國(guó)科技工作者的歷史責(zé)任——中國(guó)科協(xié)2003年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（上）[C];2003年

6 王曉劍;曹婉;王莎莎;;一種基于高速DSP的圖像處理應(yīng)用平臺(tái)[A];2008中國(guó)儀器儀表與測(cè)控技術(shù)進(jìn)展大會(huì)論文集（Ⅲ）[C];2008年

7 張煒;蔣大林;郎芬玲;曹廣鑫;王秀芬;;圖像處理技術(shù)應(yīng)用于選礦領(lǐng)域的綜述[A];第九屆全國(guó)信息獲取與處理學(xué)術(shù)會(huì)議論文集Ⅱ[C];2011年

8 劉春桐;趙兵;張志利;仲啟媛;;基于圖像處理的自動(dòng)瞄準(zhǔn)系統(tǒng)精度研究[A];全國(guó)自動(dòng)化新技術(shù)學(xué)術(shù)交流會(huì)會(huì)議論文集（一）[C];2005年

9 李向榮;;美式落袋球自動(dòng)擺球系統(tǒng)的圖像處理研究[A];2008中國(guó)儀器儀表與測(cè)控技術(shù)進(jìn)展大會(huì)論文集（Ⅲ）[C];2008年

10 周榮官;周醒馭;;地質(zhì)雷達(dá)圖像處理在崩塌隱患探測(cè)中的應(yīng)用及分析[A];第六屆全國(guó)信號(hào)和智能信息處理與應(yīng)用學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2012年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前10條

1 新疆大學(xué)紡織與服裝學(xué)院 袁春燕;圖像處理技術(shù)讓數(shù)據(jù)更真實(shí)[N];中國(guó)紡織報(bào);2013年

2 楊朝暉;我鄰域圖像處理達(dá)到每秒1350億次超高速[N];科技日?qǐng)?bào);2008年

3 吳啟海;圖像處理時(shí)8位/通道或16位/通道模式的選擇探討[N];中國(guó)攝影報(bào);2012年

4 殷幼芳;印前圖像處理技術(shù)對(duì)印刷質(zhì)量的影響[N];中國(guó)包裝報(bào);2005年

5 徐和德;圖像處理要適度[N];中國(guó)攝影報(bào);2006年

6 記者 申明;中星微發(fā)布場(chǎng)景高保真圖像處理技術(shù)[N];科技日?qǐng)?bào);2010年

7 楊玉軍;郵編圖像處理技術(shù)通過驗(yàn)收[N];中國(guó)郵政報(bào);2000年

8 董長(zhǎng)生 吳志軍;用圖像處理軟件推動(dòng)刑偵信息技術(shù)工作[N];人民公安報(bào);2003年

9 殷幼芳;藝術(shù)化的圖像處理技術(shù)[N];中國(guó)包裝報(bào);2006年

10 ;富士圖像處理方案走進(jìn)手機(jī)[N];計(jì)算機(jī)世界;2002年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 羅軍;圖像處理快速算法研究與硬件化[D];武漢大學(xué);2014年

2 孫傳猛;煤巖圖像處理及細(xì)觀損傷本構(gòu)模型研究[D];重慶大學(xué);2015年

3 嵇曉平;基于各向異性擴(kuò)散方程圖像處理問題的研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

4 黎海生;量子圖像處理關(guān)鍵技術(shù)研究[D];電子科技大學(xué);2014年

5 吳玉蓮;非局部信息和TGV正則在圖像處理中的應(yīng)用研究[D];西安電子科技大學(xué);2015年

6 張還;聚合物復(fù)合材料微觀圖像處理與分析[D];南京農(nóng)業(yè)大學(xué);2014年

7 劉宇飛;基于模型修正與圖像處理的多尺度結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別[D];清華大學(xué);2015年

8 樊瑤;基于圖像處理的路面裂縫檢測(cè)關(guān)鍵技術(shù)研究[D];長(zhǎng)安大學(xué);2016年

9 陸飛;基于浮點(diǎn)坐標(biāo)系的圖像處理方法及應(yīng)用研究[D];浙江工業(yè)大學(xué);2016年

10 職占江;圖像處理的變分模型若干問題研究[D];大連理工大學(xué);2016年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 董國(guó)齡;基于圖像處理技術(shù)的水表自動(dòng)檢定及管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[D];天津理工大學(xué);2015年

2 李永晨;基于DSP的多路圖像處理硬件系統(tǒng)研究[D];天津理工大學(xué);2015年

3 杜高峰;基于opencv圖像處理的列車受電弓動(dòng)態(tài)特性監(jiān)測(cè)方法研究[D];西南交通大學(xué);2015年

4 王世豪;基于小波及壓縮感知的圖像處理方法及應(yīng)用研究[D];燕山大學(xué);2015年

5 牛蕾;基于非線性動(dòng)力系統(tǒng)的圖像處理[D];東北林業(yè)大學(xué);2015年

6 宋君毅;基于圖像處理的魚群監(jiān)測(cè)技術(shù)研究[D];天津理工大學(xué);2015年

7 古偉楷;基于異構(gòu)計(jì)算技術(shù)的視頻與圖像處理研究[D];華南理工大學(xué);2015年

8 康睿;基于圖像處理的砂土顆粒細(xì)觀特性分析[D];寧夏大學(xué);2015年

9 趙杰;柴油噴霧粒子圖像處理及軟件的設(shè)計(jì)[D];長(zhǎng)安大學(xué);2015年

10 石璐;基于圖像處理的礦質(zhì)混合料級(jí)配檢測(cè)算法研究[D];長(zhǎng)安大學(xué);2015年

，

本文編號(hào)：1925369