量子科技中心_量科网

计算机断层扫描（CT）是一种用于观察内部图像的无损技术，在医学诊断中已被证明具有极高的价值。近年来，量子计算的进展开始影响断层重建技术。量子断层重建算法通过利用量子叠加态下CT图像投影获得的像素与实验数据获得的像素之间差异的平方函数，相较于经典算法，受伪影或噪声的影响更小。特别是，通过使用量子线性系统，可以快速构建用于量子断层重建的二次无约束二进制优化（QUBO）模型。本文中，研究团队为量子压缩感知断层重建构建了QUBO模型，该模型是量子断层重建的QUBO模型与量子叠加态CT图像总变差的QUBO模型的线性组合。在实验中，研究人员使用了通过Shepp-Logan图像和人体CT图像的Radon变换获得的投影数据。通过使用从每个投影数据计算出的QUBO模型的混合求解器重建CT图像，研究人员评估了新算法的性能。新算法能够在5张投影图像内重建30×30的图像样本，并在6张投影图像内重建60×60的图像样本，且重建的CT图像无误差。研究团队预计，随着量子计算性能的提升，量子压缩感知断层重建算法有望显著降低总辐射剂量。