量子计算机在粒子图像测速中的潜力

粒子图像测速（PIV）是测量和可视化层流和湍流速度场的主要图像处理技术。速度场矢量通过分析互相关获得亚像素精度，并借助快速傅里叶变换（FFT）实现。在这里，我们提出了一种使用多维量子傅里叶变换的量子算法，称为基于量子的PIV（QuPIV），以取代多达数百万个速度矢量的经典计算。我们的端到端量子算法包括新颖的状态制备、改进的振幅放大和输出提取。我们通过一个收缩的基态投影仪来增强振幅放大，这可以显著减少量子电路中的门数量。我们通过对算法所有阶段在合成和实验数据上的数值研究来证明端到端的能力。