基于LSB方法的RGB多通道量子图像信息隐藏文献综述

 2022-10-29 08:10
  1. 文献综述(或调研报告):

引言

量子纠缠是量子力学中的一种物理现象,是指在微观世界中一个现象,一个量子系统的不同部分,即使在空间上相距很远,依然不能够被分别表示,当任意部分受到外部影响,与之纠缠的部分也会同样受到影响[1][12]。量子纠缠是量子计算中一个重要的角色,量子计算的高效性很大程度来源于量子纠缠,因此分析量子纠缠对于我们分析量子算法有着很大的帮助[1][12]。在量子计算的研究开始不久之后,对量子纠缠的分析也开始了。量子纠缠度的分析主要依靠纠缠测度(quantum measure)。纠缠测度最初依据希尔伯特空间的距离定义出一种距离测度,但只给出了一个小范围量子态的应用[2],不久便有研究者提出了纠缠测度需要满足的三个条件[3]。之后在此基础上,研究者们构造了很多种不同的测度[4][5][15],并扩展了此测度的种类和适用范围[7][13][14],这一类纠缠测度被称为几何测度。另外,也有研究者利用纠缠测度需要满足的条件,利用Grover算法,提出了Grover纠缠测度[6],随后又延展此测度的适用范围到任意量子态[8][10]。近来中国学者也构造出了一些测度[16][17]。

正文

最初量子算法被提出之后,部分算法对于初始的非纠缠性要求高,所以出现了评价纠缠的方法,这是一个基于希尔伯特空间的距离,定义纠缠测度为所有乘积态距离此量子态距离中的最小值,并使用此测度计算了两量子比特的纠缠测度的分析解[2]。之后,纠缠测度被作为一个理论提出,并给出了纠缠测度需要满足的三个条件,其一、乘积态的纠缠测度为0;其二、在局部酉操作之下纠缠测度保持不变;其三、局部测量和经典通信下纠缠测度不增[3]。

在最开始的一段时间里,纠缠测度与量子态纯化联系很大,这是因为这是纠缠测度主要被用于分析量子算法初始态的纯度[4]。但是,因为人们认为纠缠于量子算法的有效性有关,所以有研究者将纠缠测度和量子算法的有效性联系在一起,利用算法来探究量子纠缠[6][9],其中就有利用Grover搜索算法定义出一种新的纠缠测度,Grover测度[6]。

到现在,这两个种类的测度都有了不同程度的发展。几何测度发展较多,主要表现在几何测度的种类变多,比如使用不同函数来构造变种,以适应不同的环境;各个几何测度的使用范围的研究加深了,比如从纯态扩展到混合态、从特殊某几类量子态扩展到一般意义上量子态[7][13][14]。近几年有研究者将几何测度各种定义做了总结并做了比较,对比了其关系,并给出了一系列定理[15]。另一类是使用算法定义的测度,在本课题中我们主要关注Grover测度。Grover测度在被定义出之后,经过发展,扩大了最初的使用范围至任意的量子态、任意数量的子系统,并给出了在这样不同情况下Grover纠缠测度的数值解,以及部分特殊状态的分析解[8][10]。此外还通过利用Grover纠缠测度对普遍的量子态进行分析,得出了普遍量子态都具有纠缠的结论[8]。

在近几年,也有中国的学者对量子纠缠进行了研究,构造出了新的纠缠测度,并给出了这些纠缠测度的一些依据具体构造而生的特殊性质,说明了其新测度的可用性[16][17]。

纠缠测度的研究一步步深入,渐渐成熟,给我们留下了分析纠缠的工具,也为我们在算法有效性分析中指明了一个方向。也已经有人尝试借由已知有效性的算法对纠缠进行分析,或者借由纠缠测度来分析算法有效性[9][11]。

结论

无论是几何测度,还是Grover测度,抑或是其他测度,作为测度是成立的。这些测度来自不同的考虑、有着不同的定义方式,所以有着不同的性质、不同的功能。

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