基于IBM Q平台的量子算法研究

为探究多比特量子算法在量子芯片和模拟器中的实现现状,分别在IBM量子芯片和模拟器上运行Grover搜索算法、量子随机行走算法以及量子傅里叶变换算法。针对2 bit Grover搜索算法和2 bit量子随机行走算法,分析测量次数对运行结果的影响并选用最高可模拟次数对量子芯片和模拟器的运算结果进行比对。设计并运行5 bit量子傅里叶变换算法和3 bit Grover搜索算法,分别采用IBM Q模拟器进行最高次数的模拟。实验结果表明,量子芯片测试结果并没有随测量次数的增加而优化,模拟器计算结果的准确度明显优于量子芯片。

二值形态学边缘检测算法的量子实现及仿真

为进一步完善量子计算机图像边缘检测算法,结合IBM Q平台上的量子计算操作,提出了量子图像二值形态学边缘检测算法。在NEQR量子二值图像表示和量子二值腐蚀和膨胀操作的基础上,设计并实现了相应的二值形态学去噪处理量子电路和边缘提取量子电路。通过Qiskit扩展在虚拟本地量子模拟器上实现了8×8和128×128大小的量子图像二值形态学边缘检测,同时在IBM Q平台的真实云端量子模拟器上实现了8×8大小的量子图像对比仿真实验,实验结果证明了量子图像二值形态学边缘检测算法的可行性与有效性。