可以使用以下算法来解决这个问题：

1. 首先，找到数组中的最大值max_value。
2. 统计数组中每个元素与max_value的差值diff。
3. 对于每个diff，计算其二进制表示中1的个数count。
4. 返回count的总和，即为小美至少需要操作的次数。

下面是用Python实现的代码：

def min_operations(arr):
    max_value = max(arr)
    total_operations = 0
    
    for num in arr:
        diff = max_value - num
        count = bin(diff).count('1')
        total_operations += count
    
    return total_operations

使用示例：

arr = [2, 4, 6, 8]
result = min_operations(arr)
print(result)  # 输出：4

在这个示例中，数组arr中的最大值是8。对于每个元素，需要进行的操作次数分别为：2（乘以2）、1（乘以2）、1（乘以2）、0（不需要操作）。总共需要的操作次数为4。