طراحي و مقايسه پارامترهاي پردازش سيگنال پردازشگرهاي بيوپزشكي مبتني بر پردازنده هاي كوانتومي

كارشناسي ارشد

پردازنده هايي كه از قوانين مكانيك كوانتومي پيروي مي¬كنند، پتانسيل بالايي در حل برخي مسايل رياضي از جمله الگوريتم پيدا كردن فاكتورهاي اوليه ييك عدد و الگوريتم جست و جوي پايگاه داده از خود نشان داده اند. دراين مطالعه، كارايي پردازنده هاي كوانتومي در انجام اعمال مربوط به يك پردازنده ي بيوپزشكي كه به طور خاص به در پردازش سيگنال¬هاي نشان دهنده ي ضربان قلب يا الكتروكارديوگرام (اي.سي.جي) مورد استفاده قرار مي¬گيرند، پرداخته مي¬شود.ركوردهاي 30 دقيقه¬اي شماره ي 105 موجود در بانك ركورد هاي آريتمي دانشگاه ام آي تي براي پردازش انتخاب شدند. هدف از مطالعه پيدا كردن فاصله ي دو ضربان متوالي قلب كه به بازه ي آر-آر معروف است بر روي يك پردازنده يكوانتومي مي¬باشد. انجام اين هدف، نيازمند پياده سازي سه عمل مهم بر روي يك پردازنده ي كوانتومي مي¬باشد. ابتدا بايد سيگنال كلاسيك اي سي جي به صورت كوانتومي بيان شود كه در اين مطالعه دو مدار كوانتومي براي آن ارائه شد و پيچيدگي مداري آن¬ها مورد بررسي قرار گرفت. سپس به ارائه ي مداري براي پياده سازي فيلتر ديجيتال بر روي يك پردازنده ي كوانتومي پرداخته شد. مكانيك كوانتوم اجازه ي بدل سازي محتواي كيوبيت ها را نمي دهد. بنابراين پياده سازي ثبّات هاي تأخيرمورد نياز در مدار فيلتر ديجيتال ناممكن است. بنابراين براي ارائه ي مدار كوانتومي فيلتر كردن بايد چندين بدل از سيگنال در مرحله ي تبديل داده هاي كلاسيك به كوانتوم ايجاد شود. سيگنال فيلترشده به صورت يك حالت برهم نهي در ثبّات كوانتومي ذخيره مي شود. نشان داده شد كه توانايي كيوبيت هاي كوانتومي در قرار گرفتن در حالت برهم نهي، باعث افزايش نمايي در ظرفيت ذخيره سازي مي-شود. نتيجه ي اين توانايي فيلتر كردن همزمان تعداد نمايي از نمونه هاي ورودي به مدار فيلتر شد.خروجي فيلتر براي پيدا كردن زمان وقوع موج آر به مرحله ي آشكارسازي فرستاده شد.براي اين منظور يك مدار كه شانس موفقيت در اندازه گيري كوانتومي را افزايش مي¬دهد طراحي شد. در نهايت روش پياده سازي مدارهايمعرفي شده بر روي سامانه ي تله¬يوني ارائه شد.

190650

دانشگاه علم و صنعت ايران

الكترونيك

دكتر شهرام محمد نژاد