本世紀計算機信息技術在全球人類社會中得到了極為廣泛的套用，飛速拓展了人類的腦力的同時有助於人們理解大腦功能，人工智慧的迅速發展同樣也會有助於人類理解和拓展自身的智慧型。我們通過眼睛獲取絕大多數信息，相應地對視覺信息的處理分析是我們大腦最重要的功能，長期進化出很高效的視覺信息處理模式。視覺數據信息的處理和分析被廣泛地套用於生物醫學工程，人工智慧，自動駕駛，衛星遙感影像等各種科學工程領域。此外，視覺信息諸如圖片和視頻數據占據了全球網際網路數據的大部分數據量。仍在不斷海量增長的圖像數據的處理和分析對計算能力的需求缺口是非常巨大的。
量子信息開發量子系統獨特物理性質如量子疊加，量子並行，量子糾纏，提供了信息處理的全新模式，可以用於解決一些經典信息處理無法克服的困難。包括量子計算，量子通信和量子模擬等。量子計算是21世紀至關重要的一項科技革新，將帶來計算能力的飛躍。經典計算機中的每個比特的狀態都只能是0或1狀態，但量子比特可以處在0和1的疊加狀態上，隨著量子比特數目增多，量子處理就會以指數增長的形式來提升運算速度，有超強的量子並行能力。不僅有望解決如氣象預報、藥物設計、金融分析、石油勘探所需要處理的大規模計算難題，甚至還能揭示高溫超導、量子霍爾效應等複雜的物理機制。1994年PeterShor提出高效大數分解量子算法，動搖了目前通行於銀行及網路的RSA安全加密體系的根基。快速資料庫搜尋，波色採樣，線性方程求解，機器學習等也引入了量子計算領域。快速求解線性方程組的量子算法、量子機器學習算法，使得量子計算有望套用於大數據分析和人工智慧。量子計算正在將未來的高性能計算推向一個全新高度，這種前所未有的能力將為人類社會在大數據、雲計算等領域處理海量數據提供無比強大的運算工具。近年來歐美已開發國家實施了一系列的量子計算研究計畫，量子計算機的研製已經到了關鍵時刻，國際初創量子計算公司不斷湧現，加拿大D-Wave公司，英國CambridgeQuantumComputing公司，美國的RigettiComputing公司，澳大利亞的SiliconQuantumComputingPtyLtd等。量子計算研究呈井噴式的發展，國際巨頭公司Google,IBM，Intel，Microsoft，NEC，LockheedMartin，阿里巴巴紛紛加大投入積極參與到量子計算機研究開發行列。2017年“墨子號”量子科學實驗衛星和國家量子保密通信“京滬幹線”項目圓滿完成標誌著中國在天地一體化的廣域量子通信網路發展實現“彎道超車”。
由於視覺信息處理的廣泛重要性和巨大計算資源消耗，量子計算加速圖像處理將能更有效應對與圖像信息有著千絲萬縷聯繫的未來大數據和人工智慧（AI）的挑戰。國際物理權威學術刊物《PhysicalReviewX》報導了量子圖像的理論和實驗研究工作 ，研究者在國際上首次在量子計算機上實現圖像信息量子比特編碼，並且執行了一些常用基本圖像變換，提出一個全新的量子邊緣檢測算法，並且進行了理論和實驗驗證該量子圖像算法有效性。該研究結果展示了量子物理允許我們極大削減了某些圖像處理任務的算力資源消耗，顯示出量子計算在圖像處理方面的巨大潛能。將來有可能開發出更多更有趣的處理視覺信息的量子算法，視覺信息的量子處理為我們開闢了一個新的途徑去理解視覺信息處理的可能方式。
