量子圖像處理9787302422679 清華大學齣版社 薑楠 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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薑楠 著

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• 量子計算
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• 清華大學齣版社
• 薑楠
• 計算機科學
• 人工智能
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齣版社： 清華大學齣版社

ISBN：9787302422679

商品編碼：29402592290

包裝：平裝

齣版時間：2016-04-01

圖書基本信息
圖書名稱	量子圖像處理
作者	薑楠
定價	39.00元
齣版社	清華大學齣版社
ISBN	9787302422679
齣版日期	2016-04-01
字數
頁碼
版次	1
裝幀	平裝
開本	16開
商品重量	0.4Kg

內容簡介

量子圖像處理是近幾年剛剛興起的研究方嚮，是融閤量子信息、量子計算、圖像處理、數學等形成的新興交叉學科。本書在簡要介紹量子計算知識的基礎上，總結瞭量子圖像處理方麵的研究現狀，並著重介紹本書作者在量子圖像處理方麵的研究成果，包括量子圖像錶示、量子圖像置亂、量子圖像幾何操作、量子僞彩色處理、量子信息隱藏等方麵。對量子圖像處理感興趣的科研人員可以選用本書作為入門讀物或者參考書。

作者簡介

薑楠，北京工業大學計算機學院副教授，碩士生導師。主要研究方嚮包括量子圖像處理、內容安全和計算智能。發錶科研論文70餘篇，其中SCI檢索20餘篇；撰寫著作4部；授權發明10餘項；主持國傢自然科學基金、北京市自然科學基金等項目。擔任多個國際期刊審稿人。所指導的學生多人次獲得國傢奬學金、科技之星等奬勵和稱號，並多次獲得全國和校級科技競賽奬勵。

目錄

章緒論 1.1研究意義 1.2量子圖像處理的産生與發展 1.3本書組織結構 第2章量子計算基礎知識 2.1量子計算和量子計算機 2.1.1量子態及其疊加 2.1.2量子態的時間演化及其幺正性 2.1.3糾纏 2.1.4量子不可剋隆定理 2.2研究量子計算機的原因 2.3量子邏輯門 2.3.1一位門 2.3.2二位門 2.3.3多位門 2.3.4量子計算復雜性 2.4本章小結 第3章量子圖像處理研究進展 3.1概述 3.2量子圖像錶示 3.2.1QubitLattice 3.2.2RealKet 3.2.3EntangledImage 3.2.4FRQI 3.2.5NEQR 3.2.6NAQSS 3.2.7QSMC&QSNC; 3.2.8QUALPI 3.3量子圖像處理算法 3.3.1幾何變換 3.3.2色彩處理 3.3.3圖像分割 3.3.4特徵提取 3.3.5圖像置亂 3.3.6圖像加密 3.3.7信息隱藏和數字水印 3.4本章小結 第4章量子圖像錶示 4.1INEQR 4.2GQIR 4.2.1GQIR錶示 4.2.2圖像製備 4.3本章小結 第5章量子圖像置亂 5.1量子Arnold/Fibonacci置亂 5.1.1經典Arnold/Fibonacci置亂原理 5.1.2量子加法器 5.1.3量子模N加法器 5.1.4量子Arnold/Fibonacci置亂的GQIR錶示 5.1.5量子Arnold/Fibonacci置亂的綫路構建 5.1.6量子Arnold/Fibonacci逆置亂 5.1.7量子Arnold/Fibonacci置亂的例子 5.1.8置亂綫路復雜度分析 5.2量子Arnold置亂的改進 5.2.1對已有方案的分析 5.2.2二進製運算的特殊性 5.2.3量子Arnold置亂的改進 5.2.4改進後算法的網絡復雜度 5.3量子Hilbert置亂 5.3.1經典Hilbert置亂原理 5.3.2Hilbert矩陣迭代公式的變形 5.3.3量子Hilbert置亂 5.3.4量子Hilbert逆置亂 5.3.5量子Hilbert置亂的例子 5.3.6網絡復雜度 5.4本章小結 第6章量子圖像幾何操作 6.1量子圖像縮放 6.1.1圖像縮放概述 6.1.2基於近鄰的圖像縮放原理 6.1.3量子圖像放大 6.1.4量子圖像縮小 6.1.5量子圖像縮放的例子 6.1.6網絡復雜度 6.2量子圖像平移 6.2.1圖像平移概述 6.2.2量子比較器 6.2.3量子圖像平移 6.2.4復雜性分析 6.2.5實驗分析 6.3本章小結 第7章量子僞彩色處理 7.1經典僞彩色編碼原理 7.2量子色圖 7.2.1量子色圖錶示 7.2.2QCR的製備 7.3量子僞彩色處理編碼方案 7.3.1量子算法 7.3.2量子僞彩色編碼的實現 7.3.3復雜度分析 7.3.4量子僞彩色處理的例子 7.4本章小結 第8章量子信息隱藏 8.1量子LSB信息隱藏 8.1.1經典LSB信息隱藏 8.1.2量子LSB信息隱藏 8.1.3量子LSB分塊信息隱藏 8.1.4實驗模擬與分析 8.2基於Moiré條紋的量子信息隱藏 8.2.1莫爾效應 8.2.2基於莫爾條紋的量子信息隱藏 8.2.3提取操作 8.2.4實驗模擬與分析 8.3本章小結 參考文獻

編輯推薦

量子圖像處理是近幾年剛剛興起的研究方嚮，是融閤量子信息、量子計算、圖像處理、數學等形成的新興交叉學科。雖然該方麵的研究還很不成熟，在物理實現上還存在許多睏難，但是它的理論優勢很可能對未來計算工具的發展産生深遠影響。本書是結閤作者的科研工作，對量子圖像處理進行係統的總結和評述。

文摘

序言

量子信息處理導論 作者： [此處填寫其他作者姓名] 齣版社： [此處填寫其他齣版社名稱] ISBN： [此處填寫其他ISBN號] 圖書簡介 在21世紀的科技浪潮中，信息處理正經曆一場深刻的革命。從我們日常生活中的智能手機、互聯網，到科學研究前沿的基因測序、新材料設計，信息處理的效率和能力直接決定瞭科技發展的速度和深度。而量子信息處理，作為這場革命的核心驅動力之一，以其顛覆性的計算模式和強大的信息操控能力，預示著一個全新的信息時代即將來臨。 本書旨在為讀者提供一個係統、全麵且深入的量子信息處理的入門導論。它將帶領讀者穿越信息處理的經典範疇，踏入奇妙而充滿潛力的量子世界，理解量子力學如何重塑我們對信息本質的認知，以及如何利用這些獨特的量子現象來解決傳統計算無法企及的難題。本書並非僅僅羅列量子現象，而是力求構建一個邏輯嚴謹、脈絡清晰的學習路徑，幫助讀者從零開始，逐步掌握量子信息處理的基本原理、核心概念以及關鍵技術。 本書結構與內容概述： 本書的章節設置緊密圍繞量子信息處理的邏輯順序展開，從基礎概念的鋪墊，到核心理論的闡釋，再到實際應用的展望，力求為讀者構建一個完整的知識體係。 第一部分：量子世界的基礎 在深入探討量子信息之前，我們必須首先理解其賴以生存的量子力學基礎。本部分將詳細介紹量子世界的基本概念，為後續的學習打下堅實的基礎。 第一章：量子力學的基石 量子概念的起源： 從黑體輻射、光電效應和原子光譜等經典物理難題齣發，追溯量子理論誕生的曆史背景，理解普朗剋、愛因斯坦等先驅的貢獻。 波粒二象性： 深入剖析物質的波粒二象性，通過雙縫乾涉實驗等經典實驗，直觀展示微觀粒子同時具備波動和粒子的特性，以及這一概念對信息處理的深遠影響。 量子態與概率波： 引入量子態的概念，解釋波函數（Ψ）的意義，以及其與粒子位置、動量等可觀測量之間的概率關係。重點講解薛定諤方程，理解量子態如何隨時間演化。 量子疊加原理： 詳細闡述量子疊加原理，這是量子信息處理的核心基石之一。通過對單個量子比特的態疊加的分析，展示一個量子比特可以同時處於|0⟩和|1⟩的疊加態，為並行計算的可能性埋下伏筆。 量子糾纏： 介紹量子糾纏這一違反經典直覺的奇妙現象。通過對兩個或多個量子粒子之間強關聯性的描述，強調糾纏態的非局域性和不可分割性，以及它在量子通信和量子計算中的關鍵作用。 測量與波函數坍縮： 講解量子測量過程，以及測量如何導緻疊加態的坍縮。分析測量對量子態的影響，並探討不同測量基下的結果。 第二章：量子比特與量子門 量子比特（Qubit）的定義： 在經典比特（0或1）的基礎上，正式引入量子比特的概念，並用布洛赫球（Bloch Sphere）來形象地錶示量子比特的狀態。 量子比特的錶示： 學習使用狄拉剋符號（Bra-ket notation）來錶示量子比特的態，包括基態|0⟩和|1⟩，以及任意疊加態α|0⟩ + β|1⟩。 基本量子門： 介紹構成量子電路的基本單元——量子門。詳細講解單量子比特門，如Pauli門（X、Y、Z）、Hadamard門（H）、相位門（S、T）等，理解它們對量子比特狀態的酉變換作用。 多量子比特門： 介紹實現量子比特之間相互作用的關鍵——多量子比特門，重點講解受控非門（CNOT門），理解其在糾纏態的産生和量子邏輯操作中的核心地位。 量子電路模型： 學習如何將一係列量子門組閤起來，構成量子電路，從而實現特定的量子計算任務。 第二部分：量子信息處理的核心理論 在掌握瞭量子比特和量子門的基礎後，本部分將深入探討量子信息處理的核心理論，揭示量子計算和量子通信的強大潛力。 第三章：量子算法的奧秘 量子並行性： 解釋量子計算機如何利用量子疊加原理，在一次操作中同時處理多個輸入，實現“量子並行性”，這是其超越經典計算機的關鍵優勢之一。 不可比擬的優勢： 探討量子算法在特定問題上的指數級或多項式級加速能力，例如在大數分解、數據庫搜索、量子模擬等領域。 Shor算法： 詳細分析Shor算法，解釋其如何高效地進行大數分解，這對現代密碼學構成重大威脅，也是驅動量子計算機研發的重要動力。 Grover算法： 介紹Grover算法，說明其如何在無序數據庫中實現平方根加速的搜索，及其在優化問題中的應用潛力。 量子傅裏葉變換（QFT）： 講解量子傅裏葉變換，理解其在Shor算法等量子算法中的核心作用。 量子模擬： 介紹利用量子計算機模擬其他量子係統的概念，以及其在材料科學、藥物研發等領域的重要應用前景。 第四章：量子通信的安全性 量子密鑰分發（QKD）： 詳細闡述量子密鑰分發的基本原理，介紹BB84協議等經典協議，說明如何利用量子力學的基本原理，保證密鑰分發的安全性，使其對竊聽免疫。 量子隱形傳態： 講解量子隱形傳態的概念，理解如何利用量子糾纏，在不實際傳輸粒子本身的情況下，將一個量子態從一個地點傳輸到另一個地點。 量子糾錯： 討論量子比特的脆弱性以及在傳輸和計算過程中易受噪聲乾擾的問題。介紹量子糾錯碼的基本思想和編碼方法，以提高量子信息的魯棒性。 量子網絡： 展望構建量子網絡的前景，討論如何實現量子信息在不同節點之間的可靠傳輸和處理，為未來的量子互聯網奠定基礎。 第三部分：量子信息處理的實踐與展望 本部分將從實際應用的角度齣發，介紹當前量子信息處理的研究前沿和未來發展趨勢，幫助讀者瞭解這一激動人心的領域是如何從理論走嚮現實的。 第五章：量子計算硬件平颱 超導量子比特： 介紹基於超導電路的量子計算技術，分析其優勢（如易於集成、可擴展性）和挑戰（如對低溫環境要求高、相乾時間限製）。 離子阱量子比特： 講解基於捕獲離子的量子計算技術，分析其優勢（如高保真度、長相乾時間）和挑戰（如可擴展性）。 光量子計算： 介紹利用光子作為量子比特的技術，分析其優勢（如易於傳輸、室溫操作）和挑戰（如難以實現強相互作用、高損耗）。 其他平颱： 簡要介紹半導體量子點、拓撲量子計算等新興的量子計算硬件平颱，展現量子計算技術的多樣性。 技術挑戰與進展： 討論當前量子計算硬件在可擴展性、相乾性、保真度等方麵麵臨的主要技術挑戰，以及最新的研究進展。 第六章：量子信息處理的應用前景 材料科學與化學： 探討量子計算在模擬分子結構、設計新材料、催化反應等方麵的巨大潛力，例如發現更高效的催化劑、設計具有特定性能的新型材料。 藥物研發： 闡述量子模擬如何加速新藥的發現過程，通過精確模擬藥物分子與靶點的相互作用，預測藥物療效，縮短研發周期。 金融建模： 討論量子算法在金融領域，如投資組閤優化、風險評估、期權定價等方麵的應用，以及其可能帶來的效率提升。 人工智能與機器學習： 展望量子機器學習（QML）的發展，介紹量子算法如何加速機器學習模型的訓練，提高模型的準確性和泛化能力。 密碼學： 再次強調量子計算對當前公鑰密碼體製的威脅，並介紹後量子密碼學的研究進展，以及量子安全通信的意義。 未來展望： 總結量子信息處理的當前發展態勢，展望其在未來科技和社會發展中的關鍵作用，鼓勵讀者參與到這一變革性的領域中來。 本書特色： 循序漸進： 從基礎概念齣發，層層深入，確保讀者即使沒有量子力學背景也能逐步理解。 理論與實踐結閤： 不僅講解理論，還通過對經典量子算法和通信協議的介紹，展現理論的實際應用。 清晰的邏輯結構： 章節之間相互關聯，構建完整的知識體係，便於讀者係統學習。 豐富的案例分析： 通過具體的例子和實驗，幫助讀者更直觀地理解抽象的量子概念。 前沿性與前瞻性： 涵蓋瞭量子信息處理的最新研究進展和未來發展趨勢，為讀者提供麵嚮未來的視野。 本書適閤作為大學本科生、研究生以及對量子信息處理感興趣的科研人員和工程師的入門教材和參考讀物。通過閱讀本書，讀者將能夠構建起對量子信息處理的全麵認知，理解其核心原理，並對其未來的發展方嚮和潛在應用有一個深入的瞭解。量子世界的大門已經開啓，本書將是您探索這一奇妙領域的絕佳嚮導。

評分☆☆☆☆☆

這本書的書名，如同一顆投入平靜湖麵的石子，激起瞭我內心深處的漣漪。我一直認為，技術的發展往往是跨學科融閤的産物，而量子力學與圖像處理的結閤，無疑是一個極具想象力的方嚮。我非常想知道，書中是如何在“量子”這個微觀世界的奇妙法則與“圖像處理”這個宏觀視覺世界的現實需求之間建立橋梁的。是不是可以通過量子現象來模擬人眼的視覺感知過程？或者，利用量子糾纏來實現圖像信息的高效傳輸和加密？我更希望書中能夠提供一些啓發性的思考，比如，量子計算是否能夠突破經典算法在處理大規模、高維圖像數據時的計算復雜度瓶頸。我期待書中能有一些具體的算法設計，能夠展現量子並行性和量子疊加性如何在圖像的分析、增強、或者生成任務中發揮作用。例如，對於那些計算量巨大的圖像分割或目標檢測任務，量子算法是否能帶來指數級的加速？這本書能否讓我跳齣經典的思維框架，去構思全新的、基於量子原理的圖像處理策略？我熱切地希望這本書能夠為我提供這樣的視角和工具。

評分☆☆☆☆☆

讀到《量子圖像處理》這本書的書名，我的腦海中立刻浮現齣兩個截然不同的概念——量子世界的幽靈般的疊加與糾纏，以及我們日常生活中觸手可及的像素與色彩。《量子圖像處理》這個跨領域的結閤，讓我感到既新穎又充滿挑戰。我希望書中能夠詳細闡述量子態如何被用來錶示和操作圖像數據，以及量子邏輯門如何實現對這些數據的變換。我特彆好奇，書中是否會討論量子傅裏葉變換在圖像濾波、邊緣檢測等方麵的優勢，或者量子搜索算法在圖像檢索中的應用。此外，鑒於量子計算機本身還在發展之中，我希望書中能夠對當前量子硬件的局限性進行討論，以及如何設計能夠在不同類型的量子計算機上運行的圖像處理算法。作者薑楠教授的背景，讓我相信這本書的內容一定非常紮實。我期待這本書能夠幫助我理解量子圖像處理的理論基礎，同時也能夠為我提供一些關於如何設計和實現量子圖像處理算法的實用指導，哪怕是從理論層麵。這本書能否成為我理解這個前沿領域的敲門磚，我充滿期待。

評分☆☆☆☆☆

《量子圖像處理》這本書，剛拿到手的時候，就被它那厚重的紙張和精美的封麵設計所吸引。封麵上印著“量子”和“圖像處理”幾個大字，充滿瞭科技感，讓人對書中的內容充滿瞭好奇。我本身對量子計算和圖像處理這兩個領域都有濃厚的興趣，所以這本書對我來說簡直是雪中送炭。我最期待的是書中能否詳細介紹量子算法在圖像處理中的具體應用，比如量子傅裏葉變換如何加速圖像的濾波和壓縮，或者量子機器學習模型在圖像識彆和分割方麵的優勢。我非常希望書中能有一些實際的案例分析，能夠將理論知識與實際應用結閤起來，讓我能夠更直觀地理解量子圖像處理的魅力。此外，作者薑楠是清華大學的教授，這本身就代錶著這本書的學術嚴謹性和專業性。我期待書中能夠有清晰的邏輯結構，從基礎的量子力學原理講起，逐步過渡到量子算法的設計，最後再深入到量子圖像處理的各個方麵。如果書中能夠提供一些代碼示例，哪怕是僞代碼，那將是極大的加分項，方便讀者進行實踐和驗證。總而言之，這本書在我心中已經種下瞭一顆期待的種子，希望它能在我心中生根發芽，給我帶來一次深入的量子圖像處理的探索之旅。

評分☆☆☆☆☆

作為一名對圖像信號處理有著長期關注的科研人員，我一直密切關注著計算範式的革新對傳統領域的影響。經典計算的摩爾定律似乎正在放緩，而量子計算的崛起，無疑為解決一些經典計算難以企及的復雜問題提供瞭新的思路。《量子圖像處理》這本書，正好填補瞭我在這方麵知識體係中的一個空白。我非常好奇，書中是如何將量子信息理論與圖像的幾何、拓撲、紋理等特徵相結閤的。比如，量子比特能否以更緊湊、更高效的方式來編碼圖像信息？量子門操作能否實現比經典邏輯門更強大的圖像變換？我尤其關注書中是否會涉及量子退火、量子絕熱演化等量子優化算法在圖像去噪、圖像修復、或者特徵提取方麵的應用。此外，這本書由清華大學齣版社齣版，並由薑楠教授撰寫，這讓我對其學術深度和前沿性充滿信心。我期待書中能夠有紮實的數學推導和嚴謹的算法分析，能夠幫助我理解量子圖像處理背後的數學原理和物理基礎。如果書中還能提及一些最新的研究成果和未解決的問題，那對我來說將是莫大的啓發，能幫助我確定未來的研究方嚮。

評分☆☆☆☆☆

這本書的齣現，無疑為我打開瞭一扇通往前沿科技的大門。我一直覺得，隨著計算能力的飛速發展，傳統的圖像處理方法已經逐漸觸及瓶頸，而量子計算的齣現，似乎預示著一個全新的時代。這本書的標題《量子圖像處理》，讓我立刻聯想到瞭那些科幻電影中的場景——通過量子糾纏實現瞬間的圖像傳輸，或者利用量子疊加態進行超高速的圖像分析。雖然我知道這可能隻是美好的想象，但現實中的量子圖像處理，肯定也蘊含著巨大的潛力。我特彆想瞭解，量子計算在處理大規模、高分辨率圖像時，相比經典計算能帶來多大的性能提升。例如，在醫學影像分析、遙感圖像處理、或者自動駕駛的視覺係統中，量子算法能否顯著縮短處理時間，提高識彆精度？書中是否會討論量子比特的特性如何影響圖像數據的錶示和操作？我非常渴望書中能提供一些前瞻性的思考，展望量子圖像處理未來的發展方嚮，以及可能麵臨的技術挑戰。畢竟，這是一個相對新興的領域，深入的理論探討和對未來發展的洞察，對於我們這些愛好者和從業者來說，至關重要。這本書能否成為指引我們前行的燈塔，讓我拭目以待。