二维量子卷积计算

杨利霞

二维量子卷积计算

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3 _7 X' _7 Q2 C7 `# ^" r1 ~4 f9 f目前一维量子卷积计算不能满足当前机器学习、图像识别等算法的要求。由于量子卷积神经网络模型主要是处
2 C7 l* `& g' ]" e0 Q$ }5 l% Q理多维信息，有必要将一维量子卷积的维数推广到二维，进行二维量子卷积计算的研究，使得量子卷积计算不受维数
的影响，可以更好地应用于量子卷积神经网络。在量子计算中，量子态的叠加和纠缠使量子计算具有并行计算的能
力，与一维量子卷积相比，二维量子卷积在并行计算中具有更高的优势，二维量子卷积计算更适合目前量子卷积神经
$ {4 D( B8 X' ~7 c3 `网络中量子卷积层的研究与设计。在一维量子卷积计算的基础上，基于量子图像表示方法，探究了二维量子卷积计算
的量子线路设计，设计了通用的二维量子卷积线路模型。由于经典信息不能直接用于量子计算，首先将经典信息进行
量子化编码，处理后的量子信息输入到二维量子卷积计算的量子电路中，完成概率幅和加法计算，最后通过测量得到
( N* L8 W  m+ L9 c2 R4 [# U: z- v量子卷积的结果。二维量子卷积算法大大减少了卷积计算的步骤，提高了计算速度，增加了信息的存储空间。为量子
& o3 }4 {! y$ [# H8 O8 ]* P; V. J卷积神经网络模型中量子卷积层的设计规则提供了理论依据，为高维量子卷积计算提供了参考和可能的途径。

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