量子非抽取小波变换:理论、电路与应用
非抽取或平移不变小波变换(NDWT)是经典多尺度信号分析的核心工具,因其稳定性、冗余性和平移不变性而备受重视。本文提出了NDWT的两种互补量子化表述,将这些经典特性连贯地嵌入量子计算中。第一种表述基于NDWT的ε-抽取解释,通过将平移索引提升至量子寄存器、施加受控循环平移及小波分析酉变换,实现了所有循环平移小波变换的同步计算。该构建显式地给出了冗余小波系数的完全酉量子表示,并支持相干后处理,包括通过辅助比特驱动的完全正定保迹映射实现量子收缩。第二种表述基于Hadamard测试,利用对角相位算子通过干涉探测尺度-平移小波结构,无需显式系数重构即可直接获取平移不变能量尺度图和多尺度谱。这两种方法共同证明:在量子环境中,冗余和平移不变性可以被有效利用而非回避。在去噪、特征提取和谱缩放中的应用表明,量子NDWT为多尺度量子信号处理提供了灵活且具有物理意义的基础框架。
量科快讯
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