Mostra la font per a Processament d'imatges quàntiques

{{Mecànica quàntica}}'''El processament d'imatges quàntiques (QIMP)''' utilitza [[Computació quàntica|la informàtica quàntica]] o [[Ciència de la informació quàntica|el processament d'informació quàntica]] per crear i treballar amb [[Imatge quàntica|imatges quàntiques]].<ref name="Venegas-Andraca2005">{{Ref-tesi|data=2005|tipus=DPhil thesis|url=https://ora.ox.ac.uk/objects/uuid:2baab08b-ee68-4ce5-8e68-8201f086a1ba|títol=Discrete quantum walks and quantum image processing|llengua=anglès|universitat=The University of Oxford.}}</ref><ref name="Iliyasu Towards 2013">{{Ref-publicació|publicació=Entropy|volum=15|exemplar=8|pàgines=2874–2974|any=2013|cognom=Iliyasu|nom=A.M.|bibcode=2013Entrp..15.2874I|doi=10.3390/e15082874|dataaccés=free}}</ref>

A causa d'algunes de les propietats inherents a la computació quàntica, en particular [[Entrellaçament quàntic|l'entrellat]] i [[Computació paral·lela|el paral·lelisme]], s'espera que les tecnologies QIMP ofereixin capacitats i rendiments que superin els seus equivalents tradicionals, en termes de velocitat de càlcul, seguretat i requisits mínims d'emmagatzematge.<ref name="Iliyasu Towards 20132">{{Ref-publicació|publicació=Entropy|volum=15|exemplar=8|pàgines=2874–2974|any=2013|cognom=Iliyasu|nom=A.M.|bibcode=2013Entrp..15.2874I|doi=10.3390/e15082874|dataaccés=lliure}}</ref><ref name="Yan Quantum 2017">{{Ref-publicació|publicació=International Journal of Quantum Information|volum=15|exemplar=3|pàgines=1730001–44|any=2017|cognom=Yan|nom=F.|cognom2=Iliyasu|nom2=A.M.|cognom3=Le|nom3=P.Q.|doi=10.1142/S0219749917300017|bibcode=2017IJQI...1530001Y|dataaccés=lliure}}</ref>

== Rerefons ==
El treball d'AY Vlasov <ref name="Vlasov Quantum 2003">{{Ref-publicació|cognom=Vlasov|nom=A.Y.|any=1997|url=https://archive.org/details/arxiv-quant-ph9703010|arxiv=quant-ph/9703010|bibcode=1997quant.ph..3010V|publicació="Quantum computations and images recognition"}}</ref> l'any 1997 es va centrar en l'ús d'un sistema quàntic per reconèixer imatges [[Ortogonal|ortogonals]]. Això va ser seguit per esforços amb [[Algorisme quàntic|algorismes quàntics]] per cercar patrons específics en [[Imatge binària|imatges binàries]] <ref name="Schutzhold Pattern 2003">{{Ref-publicació|publicació=Physical Review A|volum=67|exemplar=6|pàgines=062311|any=2003|cognom=Schutzhold|nom=R.|arxiv=quant-ph/0208063|doi=10.1103/PhysRevA.67.062311|bibcode=2003PhRvA..67f2311S}}</ref> i detectar la postura de determinats objectius.<ref name="Beach Quantum 2003">{{Ref-llibre|pàgines=39–40|any=2003|cognom=Beach|nom=G.|data=2003|títol=32nd Applied Imagery Pattern Recognition Workshop, 2003. Proceedings.|capítol=Quantum image processing (QuIP)|doi=10.1109/AIPR.2003.1284246|isbn=0-7695-2029-4|llengua=anglès}}</ref> En particular, una interpretació més basada en l'òptica per a la imatge quàntica es va demostrar inicialment experimentalment a <ref>{{Ref-publicació|publicació=Physical Review A|volum=52|exemplar=5|pàgines=R3429–R3432|any=1995|cognom=Pittman|nom=T.B.|cognom2=Shih|nom2=Y.H.|cognom3=Strekalov|nom3=D.V.|bibcode=1995PhRvA..52.3429P|doi=10.1103/PhysRevA.52.R3429|pmid=9912767}}</ref> i es va formalitzar a <ref name="Lugiato quantum 2002">{{Ref-publicació|publicació=Journal of Optics B|volum=4|exemplar=3|pàgines=S176–S183|any=2002|cognom=Lugiato|nom=L.A.|cognom2=Gatti|nom2=A.|cognom3=Brambilla|nom3=E.|doi=10.1088/1464-4266/4/3/372|bibcode=2002JOptB...4S.176L|arxiv=quant-ph/0203046}}</ref> després de set anys.

L'any 2003, Salvador Venegas-Andraca i S. Bose van presentar Qubit Lattice, el primer model general publicat per emmagatzemar, processar i recuperar imatges mitjançant sistemes quàntics.<ref name="Venegas-AndracaIJCAI2003">{{Ref-publicació|publicació=Proceedings of the 2003 IJCAI International Conference on Artificial Intelligence|pàgines=1563–1564|any=2003|cognom=Venegas-Andraca|nom=S.E.|cognom2=Bose|nom2=S.|url=https://www.ijcai.org/Proceedings/03/Papers/276.pdf}}</ref><ref name="Venegas Storing 2003">{{Ref-publicació|publicació=Proceedings of SPIE Conference of Quantum Information and Computation|volum=5105|pàgines=134–147|any=2003|cognom=Venegas-Andraca|nom=S.E.|cognom2=Bose|nom2=S.|bibcode=2003SPIE.5105..137V|doi=10.1117/12.485960}}</ref> Més tard, el 2005, Latorre va proposar un altre tipus de representació, anomenada Real Ket,<ref name="Latorre Image 2005">{{Ref-publicació|url=https://archive.org/details/arxiv-quant-ph0510031|arxiv=quant-ph/0510031|any=2005|cognom=Latorre|nom=J.I.|bibcode=2005quant.ph.10031L|publicació=. "Image compression and entanglement"}}</ref> el propòsit de la qual era codificar imatges quàntiques com a base per a més aplicacions en QIMP. A més, l'any 2010 Venegas-Andraca i Ball van presentar un mètode per emmagatzemar i recuperar [[Representació textual coneguda de la geometria|formes geomètriques binàries]] en sistemes de mecànica quàntica en què es demostra que [[Qbit|els qubits]] màximament entrellaçats es poden utilitzar per reconstruir imatges sense utilitzar cap informació addicional.<ref name="Venegas-Andraca2010">{{Ref-publicació|publicació=Quantum Informatiom Processing|volum=9|exemplar=1|pàgines=1–11|any=2010|cognom=Venegas-Andraca|nom=S.E.|cognom2=Ball|nom2=J.|doi=10.1007/s11128-009-0123-z}}</ref>

Tècnicament, aquests esforços pioners amb els estudis posteriors relacionats amb ells es poden classificar en tres grans grups: <ref name="Yan Quantum 20172">{{Ref-publicació|publicació=International Journal of Quantum Information|volum=15|exemplar=3|pàgines=1730001–44|any=2017|cognom=Yan|nom=F.|cognom2=Iliyasu|nom2=A.M.|cognom3=Le|nom3=P.Q.|doi=10.1142/S0219749917300017|bibcode=2017IJQI...1530001Y|dataaccés=lliure}}</ref>

* Processament d'imatges digital assistit per quàntics (QDIP): aquestes aplicacions tenen com a objectiu millorar les tasques i aplicacions de processament d'imatges digitals o clàssics.
* Imatge quàntica basada en òptica (OQI)
* Processament d'imatges quàntiques d'inspiració clàssica (QIMP)

== Manipulacions d'imatges quàntiques ==
Gran part de l'esforç a QIMP s'ha centrat a dissenyar [[Algorisme|algorismes]] per manipular la informació de posició i color codificada mitjançant la representació flexible d'imatges quàntiques (FRQI) i les seves moltes variants. Per exemple, es van proposar inicialment transformacions [[Geometria|geomètriques]] ràpides basades en FRQI, incloent intercanvi (de dos punts), gir, rotacions (ortogonals) <ref name="Le Fast 2010">{{Ref-publicació|publicació=IAENG International Journal of Applied Mathematics|volum=40|exemplar=3|pàgines=113–123|any=2010|cognom=Le|nom=P.|cognom2=Iliyasu|nom2=A.|cognom3=Dong|nom3=F.|cognom4=Hirota|nom4=K.}}</ref> i transformacions geomètriques restringides per restringir aquestes operacions a una àrea especificada d'una imatge.<ref name="Le Strategies 2011">{{Ref-publicació|publicació=Theoretical Computer Science|volum=412|exemplar=15|pàgines=1406–1418|any=2011|cognom=Le|nom=P.|cognom2=Iliyasu|nom2=A.|cognom3=Dong|nom3=F.|cognom4=Hirota|nom4=K.|url=https://core.ac.uk/download/pdf/82724999.pdf|doi=10.1016/j.tcs.2010.11.029|dataaccés=lliure|article=Còpia arxivada|arxiuurl=https://web.archive.org/web/20181116090759/https://core.ac.uk/download/pdf/82724999.pdf|arxiudata=2018-11-16}}</ref> Recentment, es va discutir la traducció d'imatges quàntiques basada en NEQR per mapar la posició de cada element d'imatge en una imatge d'entrada a una nova posició en una imatge de sortida <ref name="Wang Quantum 2015">{{Ref-publicació|publicació=Quantum Information Processing|volum=14|exemplar=5|pàgines=1589–1604|any=2015|cognom=Wang|nom=J.|cognom2=Jiang|nom2=N.|cognom3=Wang|nom3=L.|doi=10.1007/s11128-014-0843-6|bibcode=2015QuIP...14.1589W}}</ref> i l'escala d'imatges quàntiques per canviar la mida d'una imatge quàntica.<ref name="Jiang Quantum 2015">{{Ref-publicació|publicació=Quantum Information Processing|volum=14|exemplar=11|pàgines=4001–4026|any=2015|cognom=Jiang|nom=N.|cognom2=Wang|nom2=J.|cognom3=Mu|nom3=Y.|doi=10.1007/s11128-015-1099-5|bibcode=2015QuIP...14.4001J}}</ref> Mentre que la forma general de transformacions de color basada en FRQI es va proposar per primera vegada mitjançant les [[Porta quàntica|portes de qubit]] únics com les portes X, Z i H.<ref>{{Ref-publicació|publicació=Journal of Advanced Computational Intelligence and Intelligent Informatics|volum=15|exemplar=6|pàgines=698–706|any=2011|cognom=Le|nom=P.|cognom2=Iliyasu|nom2=A.|cognom3=Dong|nom3=F.|cognom4=Hirota|nom4=K.|doi=10.20965/jaciii.2011.p0698|dataaccés=lliure}}</ref> Més tard, s'ha parlat completament de l'operador de canal d'interès (CoI) basat en imatges quàntiques multicanal per implicar el canvi del valor de [[Escala de grisos|l'escala de grisos]] del canal de color preseleccionat i l'operador d'intercanvi de canals (CS) per intercanviar els valors de l'escala de grisos entre dos canals.<ref name="Sun Multi 2014">{{Ref-publicació|publicació=Journal of Advanced Computational Intelligence and Intelligent Informatics|volum=18|exemplar=2|pàgines=140–149|any=2014|cognom=Sun|nom=B.|cognom2=Iliyasu|nom2=A.|cognom3=Yan|nom3=F.|cognom4=Garcia|nom4=J.|cognom5=Dong|nom5=F.|doi=10.20965/jaciii.2014.p0140|dataaccés=lliure}}</ref>

== Transformació d'imatge quàntica ==
Mitjançant [[Codi|la codificació]] i el processament de la informació de la imatge en sistemes [[Mecànica quàntica|mecànics quàntics]], es presenta un marc de processament d'imatges quàntiques, on un [[estat quàntic]] pur codifica la informació de la imatge: codificar els valors de [[Píxel|píxels]] en les amplituds de probabilitat i les posicions de píxels en els estats base computacionals.

Una gran classe d'operacions d'imatge és [[Linealitat|lineal]], per exemple, transformacions unitàries, convolucions i filtratge lineal. En la [[computació quàntica]], la transformació lineal es pot representar com <math>|g\rangle =\hat{U} |f\rangle </math> amb l'estat de la imatge d'entrada <math>|f\rangle </math> i l'estat de la imatge de sortida <math>|g\rangle </math> . Una transformació unitària es pot implementar com una evolució unitària. Algunes transformacions d'imatge bàsiques i d'ús comú (per exemple, les transformades [[Ondeta de Haar|wavelet]] [[Transformada de Fourier|de Fourier]], [[Transformada de Hadamard|Hadamard]] i Haar) es poden expressar en la forma <math>G=PFQ</math>, amb la imatge resultant <math>G</math> i una matriu de transformació de fila (columna) <math> P (Q)</math>.

== Referències ==
{{Referències}}

[[Categoria:Processament de senyals]]