Quantum Image Processing

Abstract

Ce mémoire porte sur le domaine du traitement d’images quantique (Quantum Image Processing – QIP), qui vise à améliorer les techniques classiques de traitement d’images en exploitant les principes fondamentaux de la mécanique quantique tels que la superposition, l’intrication et la réversibilité. L’étude se concentre sur le modèle de Représentation Flexible des Images Quantiques (FRQI), en analysant sa structure, son efficacité computationnelle ainsi que le nombre de qubits requis pour réaliser des opérations liées aux images. Le travail consiste à concevoir et à simuler des circuits quantiques à l’aide du framework Qiskit, avec un accent particulier sur l’application de filtres quantiques et la simulation de la filtration médiane quantique dans le but de réduire le bruit présent dans les images numériques. Les résultats expérimentaux montrent que les méthodes de filtrage quantique surpassent leurs équivalents classiques en termes de qualité de débruitage, comme l’indiquent les métriques standard d’évaluation de la qualité d’image telles que le PSNR, le MSE et le SSIM. Malgré les limitations actuelles du matériel quantique notamment le nombre restreint de qubits disponibles et le bruit intrinsèque des systèmes les résultats obtenus soulignent le potentiel prometteur des techniques de filtrage quantique dans les futurs systèmes de traitement d’images à haute performance, notamment pour la suppression du bruit et l’amélioration visuelle.