量子搜索算法体系及其应用 被引量：7

1

作者 孙力 须文波 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2006年第14期55-57,75,共4页

Grover量子搜索算法正在逐渐演变成一个算法体系,并逐渐进入了实际应用阶段。文章中通过几何法论述了经典Grover算法,通过算符法引申出了该算法的扩展,并在两种情况下对该算法进行了讨论。在分析该算法实际应用基本策略的基础上,论述了... Grover量子搜索算法正在逐渐演变成一个算法体系,并逐渐进入了实际应用阶段。文章中通过几何法论述了经典Grover算法,通过算符法引申出了该算法的扩展,并在两种情况下对该算法进行了讨论。在分析该算法实际应用基本策略的基础上,论述了函数全局优化问题的改进,提出了通过量子搜索算法改进纯适应搜索算法的新思想。 展开更多

关键词 grover 量子搜索算法 幺正变换 GOP PAS

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基于Grover量子搜索算法的MD5碰撞攻击模型

2

作者 张兴兰 李登祥 《信息网络安全》 CSCD 北大核心 2024年第8期1210-1219,共10页

量子计算天然的并行性使其在密码学领域具有巨大潜力,而在信息安全领域,Hash函数的安全性至关重要。因此,后量子密码学概念的提出使得Hash函数在后量子时代的研究价值凸显。文章提出了一种基于Grover量子搜索算法的MD5碰撞攻击模型,运... 量子计算天然的并行性使其在密码学领域具有巨大潜力,而在信息安全领域,Hash函数的安全性至关重要。因此,后量子密码学概念的提出使得Hash函数在后量子时代的研究价值凸显。文章提出了一种基于Grover量子搜索算法的MD5碰撞攻击模型,运用模差分分析法,通过对输入的量子叠加态进行约束搜索以找到满足碰撞条件的目标态,再根据差分构造出与之相碰撞的消息。此外,文章探讨了量子搜索算法中的迭代过程及其关键操作,设计了相应的Oracle黑盒的量子线路,并对其进行性能分析,结果表明,与经典算法相比,该模型显著降低了攻击的计算复杂度,为后量子密码时期Hash函数的研究提供了新的思路和方法,也为防御此类攻击提供了有益参考。 展开更多

关键词 量子计算 碰撞攻击 grover量子搜索算法 MD5算法

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Grover量子搜索算法在“嵩山”超级计算机系统中的模拟

3

作者 杜帅岐 刘晓楠 +1 位作者 廉德萌 刘正煜 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2024年第9期96-102,共7页

量子计算凭借其叠加性和纠缠性,具有强大的并行计算能力。然而,目前的量子计算机不能在保证大规模量子比特处于稳定叠加态的同时,进行干涉、纠缠等量子操作。因此,当前研究和推动量子计算的有效途径是使用经典计算机模拟量子计算。Grove... 量子计算凭借其叠加性和纠缠性,具有强大的并行计算能力。然而,目前的量子计算机不能在保证大规模量子比特处于稳定叠加态的同时,进行干涉、纠缠等量子操作。因此,当前研究和推动量子计算的有效途径是使用经典计算机模拟量子计算。Grover量子搜索算法针对无序数据库搜索问题设计,将搜索的时间复杂度加速至开平方级,能加速机器学习中的主成分分析。因此,研究和模拟Grover算法,可以促进量子计算与机器学习结合领域的发展,为Grover量子搜索算法的应用以及量子机器学习在“嵩山”超级计算机系统中的模拟奠定基础。通过研究Grover量子搜索算法,模拟出了算法的量子线路。使用Toffoli量子门优化该量子线路,在减少了两个辅助量子比特的同时,提出了Grover算法的通用量子线路。实验基于“嵩山”超级计算机系统的CPU+DCU异构体系,使用了MPI多进程+HIP多线程的两级并行策略。通过调整辅助比特在量子线路中的位置,减少了MPI进程间的通信;使用分片的方式传输数据依赖的量子态。对比串行版本,并行化的模拟算法取得了最高560.33倍的加速,首次实现了31qubits规模的Grover量子搜索算法。 展开更多

关键词 grover量子搜索算法 异构体系 MPI HIP 分片传输

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Grover量子搜索算法的仿真实现 被引量：2

4

作者 钟艳花 余永权 《计算机工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第2期3-4,201,共3页

利用核磁共振(NMR)实验技术来实现量子计算,是当前各种验证量子算法最为有效的方法之一,但这个方法首先必须把量子算法编译成在现代超导核磁共振谱仪上能够直接执行的NMR脉冲序列,即NMR量子计算程序。在NMR技术中通常只要施加合适的射... 利用核磁共振(NMR)实验技术来实现量子计算,是当前各种验证量子算法最为有效的方法之一,但这个方法首先必须把量子算法编译成在现代超导核磁共振谱仪上能够直接执行的NMR脉冲序列,即NMR量子计算程序。在NMR技术中通常只要施加合适的射频脉冲,便可以达到使核自旋翻转以实现某种逻辑功能的目的,该文讨论了如何设计多量子位核磁共振(NMR)脉冲序列来实现Grover量子搜索算法,并在量子仿真器(QCE)上进行了实验验证。 展开更多

关键词 量子算法 量子搜索 仿真器 编译 量子计算 量子位 翻转 自旋 NMR技术 实验验证

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Grover量子搜寻算法的线性光学实现

5

作者 吴琴琴 许兰 《湖南第一师范学院学报》 2011年第4期125-127,共3页

利用线性光学元件和单光子来编码量子比特,可给出Grover量子搜寻算法的光学实现方案。该方案可以推广到多个量子比特的情况。

关键词 grover量子搜寻算法 线性光学元件 单光子自由度

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精确Grover量子搜索算法概述 被引量：2

6

作者 李冠中 李绿周 《电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第3期342-346,共5页

Grover算法自提出以来就备受关注,因其对无序数据库搜索问题有相对于经典算法平方级别的加速。但是原始Grover算法通常无法百分之百得到目标元素,即使目标元素占比已知。为此,精确Grover量子搜索算法被提出,它们作为原始Grover算法的扩... Grover算法自提出以来就备受关注,因其对无序数据库搜索问题有相对于经典算法平方级别的加速。但是原始Grover算法通常无法百分之百得到目标元素,即使目标元素占比已知。为此,精确Grover量子搜索算法被提出,它们作为原始Grover算法的扩展,在保持平方加速的同时,能以100%的概率输出目标元素。该文较系统地梳理已有的3种精确Grover量子搜索算法,详细介绍算法的流程、参数设置、背后的几何直观,并针对目标元素占比已知及未知的情况,说明精确量子搜索的查询复杂性下界。 展开更多

关键词 精确grover量子搜索算法 grover算法 量子计算 无序数据库搜索

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MIMO-OFDM系统的联合估计检测算法 被引量：2

7

作者 高敬鹏 赵旦峰 +1 位作者 周相超 付芳 《吉林大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第3期861-866,共6页

针对最大似然检测算法复杂度高,最小二乘信道估计性能较差等缺陷,提出了一种SAGE-IGQS联合估计检测算法,该算法使用LS算法进行信道初始化,采用SAGE算法进行信道迭代估计,并结合改进的Grover量子搜索算法进行信号检测,从而提高了系统的... 针对最大似然检测算法复杂度高,最小二乘信道估计性能较差等缺陷,提出了一种SAGE-IGQS联合估计检测算法,该算法使用LS算法进行信道初始化,采用SAGE算法进行信道迭代估计,并结合改进的Grover量子搜索算法进行信号检测,从而提高了系统的有效性。理论研究和仿真结果表明:该算法在降低系统复杂度的情况下,误比特率性能优于传统的联合检测算法,与理想信道估计下的最大似然检测算法相接近。 展开更多

关键词 信息处理技术 多输入多输出-正交频分复用 联合估计检测 SAGE算法 改进的 grover量子搜索算法 信道估计

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基于变精度粗糙集与量子贝叶斯网络的变压器故障诊断研究 被引量：8

8

作者 郭栋 熊文真 +2 位作者 徐建新 韩继光 李哲 《计算机应用与软件》 2017年第2期93-99,105,共8页

及时准确的变压器故障诊断对电力部门正常运转而言意义重大。针对粗糙集与贝叶斯网络模型在变压器故障诊断中出现受噪声数据影响大、存在完全搜索NP困难等问题,提出基于变精度粗糙集与量子贝叶斯网络的变压器故障诊断模型。通过Grover... 及时准确的变压器故障诊断对电力部门正常运转而言意义重大。针对粗糙集与贝叶斯网络模型在变压器故障诊断中出现受噪声数据影响大、存在完全搜索NP困难等问题,提出基于变精度粗糙集与量子贝叶斯网络的变压器故障诊断模型。通过Grover量子搜索算法快速搜索变压器故障、征兆类型等目标数据,运用层次分析法删减对诊断故障影响较小的指标,并分析确定变精度粗糙集的错误分类率β,获得最小故障决策表,从而构建贝叶斯网络故障推理模型,实现对变压器故障的诊断研究。实例分析表明,与粗糙集、量子贝叶斯网络等模型相比,该模型更适合变压器故障的诊断且诊断精确。 展开更多

关键词 变压器故障诊断 变精度粗糙集 grover量子搜索算法 贝叶斯网络

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基于Grover算法的通信系统信号检测 被引量：2

9

作者 周立志 李飞 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2010年第15期250-252,共3页

设计一种基于Grover算法的MIMO-OFDM系统信号检测方案,将Grover算法应用于寻找最小判决值以判决发送序列。通过Matlab仿真分析比较Grover及其改进算法与传统检测算法的复杂度和性能。测试结果表明,Grover改进算法可以在有效降低复杂度... 设计一种基于Grover算法的MIMO-OFDM系统信号检测方案,将Grover算法应用于寻找最小判决值以判决发送序列。通过Matlab仿真分析比较Grover及其改进算法与传统检测算法的复杂度和性能。测试结果表明,Grover改进算法可以在有效降低复杂度的同时,达到与经典最佳接收算法基本相同的性能。 展开更多

关键词 grover量子搜索算法 量子并行计算 MIMO-OFDM检测

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八粒子量子态对彩色图像的存储方案 被引量：1

10

作者 苏丹 和伟 +1 位作者 吴经纬 莫晶 《云南师范大学学报（自然科学版）》 2014年第3期56-60,共5页

经典彩色图像的存储方法存在着数据量很大且很费内存等缺点,针对这些缺点,提出了一种在量子比特阵列中采用八粒子量子态存储彩色图像的方法,借助于量子态的巨大存储能力,通过采用量子并行计算特性的Grover量子搜索算法,起到平方根加速... 经典彩色图像的存储方法存在着数据量很大且很费内存等缺点,针对这些缺点,提出了一种在量子比特阵列中采用八粒子量子态存储彩色图像的方法,借助于量子态的巨大存储能力,通过采用量子并行计算特性的Grover量子搜索算法,起到平方根加速的理想效果.在图像存储和图像重构的过程中,对量子比特阵列进行搜索找到相应的彩色图像,证明所采用的方法有很好的效果. 展开更多

关键词 彩色图像 grover量子算法 量子比特阵列 量子存储

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Grover量子搜索算法的模拟实现 被引量：1

11

作者 张洪涛 代永涛 +3 位作者 凃玲英 舒军 熊红梅 胡一凡 《陕西师范大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2016年第3期7-10,共4页

将一种用于量子计算仿真的量子程序设计语言引入Grover量子搜索算法中,并在Linux操作系统中模拟实现该算法。仿真结果与理论分析结果的一致性验证了Grover量子搜索算法可以将搜索问题从经典的N步缩小到N^(1/2)步,是对经典搜索算法的二... 将一种用于量子计算仿真的量子程序设计语言引入Grover量子搜索算法中,并在Linux操作系统中模拟实现该算法。仿真结果与理论分析结果的一致性验证了Grover量子搜索算法可以将搜索问题从经典的N步缩小到N^(1/2)步,是对经典搜索算法的二次加速。同时,量子程序设计语言的引入,为量子搜索算法的研究提供了一种强大、简便、通用的工具。 展开更多

关键词 grover量子搜索算法 量子程序设计语言 仿真

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多量子位Grover量子搜索算法的NMR仿真实现 被引量：1

12

作者 孙力 卢春红 《计算机工程与科学》 CSCD 2007年第7期106-109,共4页

核磁共振(NMR)技术目前是能有效实现量子计算的物理体系之一。多量子算符代数理论可以将幺正变换分解为一系列有限的单量子门和对角双量子门的组合。本文以核磁共振和多量子算符代数理论为基础,提出了实现多量子位Grover量子搜索算法的... 核磁共振(NMR)技术目前是能有效实现量子计算的物理体系之一。多量子算符代数理论可以将幺正变换分解为一系列有限的单量子门和对角双量子门的组合。本文以核磁共振和多量子算符代数理论为基础,提出了实现多量子位Grover量子搜索算法的核磁共振脉冲序列设计方法,并在量子计算仿真程序上进行了3量子位的Grover量子搜索算法的实验验证。 展开更多

关键词 核磁共振 grover量子搜索算法 脉冲序列 量子仿真器

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量子搜索算法的多相位关系研究 被引量：1

13

作者 金文梁 《计算机学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第7期1440-1447,共8页

假设给定一个总数为N的无序数据库,极其复杂的计算使得几乎不可能建立一个精确的数学公式来描述这个结论:在二维复子空间中,对于一个等幅分布的初始态,存在两个定义在实数域上的相位旋转角集合以使得唯一的目标态能以100%的成功概率找到... 假设给定一个总数为N的无序数据库,极其复杂的计算使得几乎不可能建立一个精确的数学公式来描述这个结论:在二维复子空间中,对于一个等幅分布的初始态,存在两个定义在实数域上的相位旋转角集合以使得唯一的目标态能以100%的成功概率找到;文中采取了一种近似的计算方法,通过归纳法推导出了多相位匹配方程.倘若其中一个相位旋转角集合中的元素个数j相对于N(N足够大)较小,则该方程就能保证唯一的目标态以较高的成功概率找到.接着,通过文中推导出的一个递推关系式,对任意给定的j>2,分析了Long算法的计算复杂性.最后,通过一些数值模拟的实例进一步验证了多相位匹配方程的有效性. 展开更多

关键词 grover量子搜索算法 Long算法 Long算子 二维复子空间 多相位匹配方程

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Grover算法量子处理架构的设计与模拟

14

作者 张洪涛 代永涛 凃玲英 《华侨大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2016年第6期749-753,共5页

针对混合架构经典-量子算法的量子算法处理单元,设计基于Grover算法的量子处理架构.将一种用于量子计算仿真的量子程序设计语言引入Grover量子搜索算法中,并在Linux操作系统中进行执行与模拟.结果表明:所提架构可以提高量子搜索算法的... 针对混合架构经典-量子算法的量子算法处理单元,设计基于Grover算法的量子处理架构.将一种用于量子计算仿真的量子程序设计语言引入Grover量子搜索算法中,并在Linux操作系统中进行执行与模拟.结果表明:所提架构可以提高量子搜索算法的执行性能;利用反馈调节可以有效地实现量子搜索算法的最佳性能. 展开更多

关键词 grover量子搜索算法 量子处理架构 量子程序设计语言 仿真

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一种量子处理架构的仿真实现

15

作者 代永涛 张洪涛 凃玲英 《河北师范大学学报（自然科学版）》 CAS 2016年第6期478-484,共7页

提出了一种基于Grover算法的量子处理架构,并考虑了反馈控制对所提构架的影响,通过基于量子程序设计语言的软件模拟与基于串并行结构的FPGA硬件仿真2种不同的方法对所提架构进行了执行与模拟.结果表明:所提架构可以有效实现量子搜索算... 提出了一种基于Grover算法的量子处理架构,并考虑了反馈控制对所提构架的影响,通过基于量子程序设计语言的软件模拟与基于串并行结构的FPGA硬件仿真2种不同的方法对所提架构进行了执行与模拟.结果表明:所提架构可以有效实现量子搜索算法的执行性能.同时,其硬件仿真较软件模拟具有显著优势. 展开更多

关键词 grover量子搜索算法 量子处理架构 量子程序设计语言 FPGA 仿真

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基因信息处理中的量子搜索特性

16

作者 孙力 须文波 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第2期199-203,共5页

DNA复制和蛋白质合成过程中的核苷酸基配对过程可以看成是无序数据项的搜索问题。量子搜索与经典搜索相比,具有平方根数量级的加速。本文通过符合Grover量子搜索算法的经典谐振子系统和量子隧道效应建立了核甘酸基配对和氢键形成的模型... DNA复制和蛋白质合成过程中的核苷酸基配对过程可以看成是无序数据项的搜索问题。量子搜索与经典搜索相比,具有平方根数量级的加速。本文通过符合Grover量子搜索算法的经典谐振子系统和量子隧道效应建立了核甘酸基配对和氢键形成的模型,并从维持量子相干性的角度探讨了DNA聚合酶的催化作用,从信息学的角度论证了生物信息处理的优化。 展开更多

关键词 量子计算 grover量子搜索算法 经典谐振子系统 量子隧道效应 DNA聚合酶 核苷酸基配对

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Grover量子搜索算法的一般化多相位匹配

17

作者 金文梁 陈向东 《计算物理》 EI CSCD 北大核心 2012年第1期152-158,共7页

一个量子系统将不可避免地受到不可预知的微扰影响,据此断定文献中的Grover量子搜索算法的实验实现是在三维复子空间中完成的.同时证明在二维复子空间中,对任意给定的初始态|γ0〉=cosβ0|α〉+sinβ0 eiζ|β〉(β0是较小的正实数,ζ... 一个量子系统将不可避免地受到不可预知的微扰影响,据此断定文献中的Grover量子搜索算法的实验实现是在三维复子空间中完成的.同时证明在二维复子空间中,对任意给定的初始态|γ0〉=cosβ0|α〉+sinβ0 eiζ|β〉(β0是较小的正实数,ζ是任意的一个实数),存在解集Fj={(θj,θj-1,…,θ1),(φj,φj-1,…,φ1)}(整数j≥2)使得目标态能以100%的最大成功概率找到,其中相位旋转角θl和φl是不为2k'π的实数(1≤l≤j,k'为任意整数).如果只要求目标态以较高的成功概率找到,那么当一个无序数据库中目标态和非目标态的总个数足够大时,对于相对较小的正整数j,解集Fj可表示为Σji=1θl=Σji=1φl的形式. 展开更多

关键词 grover量子搜索算法 二维复子空间 三维复子空间 多相位匹配方程 微扰

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