Correlated-Photon Imaging with Cancellation of Object-Induced Aberration
我们表明,最近讨论的像差抵消干涉仪的设备可以修改执行相关光子成像在所谓的“鬼”成像配置。对于特定平面附近的物体,图像没有物体引起的相位失真。该装置的显著特点是,它可以用于以可能导致有用的效果和应用的方式对两个对象的图像进行叠加。我们表明,该装置的工作原理使用量子纠缠或经典相关的光源。
2010-06-17 physics.optics quant-ph
Correlated imaging through atmospheric turbulence
研究了大气湍流背景下的相关成像,推导了湍流对图像分辨率影响的解析表达式。与直接成像相比,相关成像可以在一定程度上降低湍流的影响,重建高分辨率图像。数值模拟的结果是支持的,在其中的随机相位屏幕插入传播路径模拟的相干性引起的相位扰动。
2010-05-27 astro-ph.IM physics.optics quant-ph
Two-Photon Spiral Imaging with Correlated Orbital Angular Momentum States
介绍了相关双光子螺旋成像的概念。首先分析了关联光子对的联合轨道角动量谱。由光子对进行的互信息进行评估,它示出,当一个对象被放置在一个光束路径的互信息的值是强烈依赖于对象的形状,并密切相关的旋转对称的程度存在。分析了目标对OAM相关性的影响,提出了相关螺旋成像方法。我们首先提出了一个版本,使用参数下转换,其中纠缠的光子对具有相反的OAM值的产生,放置在一个光束的路径中的对象。然后,我们提出了一个经典的(相关的,但非纠缠)版本。讨论了经典组态与纠缠组态的相关问题和优点。提出了利用双光子OAM探测实现压缩成像,以较少的测量数据重建稀疏目标的前景。
2012-01-26 physics.optics quant-ph
Ghost imaging, quantum and classical aspects
我们分析表明,它是可能的,通过使用两个光束的经典相关分裂非相干热辐射进行相干成像。一个正式的类比证明两个这样的经典相关光束和两个纠缠光束产生的参量下转换。由于这种类比,经典光束可以定性地模拟纠缠光束的所有成像特性,甚至以迄今为止人们认为不可能的方式。一个关键特征是这些经典光束在近场和远场都是空间相关的。使用现实的数值模拟的准热和参数下转换源的性能被证明是非常相似的,无论是什么关系的分辨率和统计特性。本文的结果为讨论纠缠在关联成像中的作用提供了新的思路。
2004-05-11 quant-ph
Correlated-photon imaging at 10 volumetric images per second
本文提出一种结合混沌光光子数相关性与SPAD超快传感器阵列的单透镜相关全光成像方案,实现了每秒10个体积图像的采集速度,显著提升了相关光子成像的时间性能并证明其实际应用潜力。
2023-08-07 physics.optics quant-ph
High Capacity Imaging and Rotationally Insensitive Object Identification with Correlated Orbital Angular Momentum States
不使用位置空间中的传统测量,通过采用高维相关轨道角动量(OAM)状态进行物体识别,实现了超过每个光子一位的信息提取率。的相关性被证明是不敏感的目标对象的轴向旋转:一个对象的联合OAM符合频谱的信息结构是不变的,即使当对象经历随机旋转之间的每个测量。此外,OAM的相关性单独被证明是足够的完整图像重建的复杂,离轴的对象,和新的对象的对称性中观察到的阶段的OAM-对象的相互作用过渡幅度。互信息率的变化,由于离轴平移的光束场,进行了研究,它表明,对象的对称签名和信息率是独立的环境因素足够远离光束中心。结果激励动态扫描应用程序中的对称性和少量的非侵入性测量是理想的。
2014-12-14 quant-ph
Generation of spatially broadband twin beams for quantum imaging
我们利用热原子蒸气中的四波混频在相位不敏感行波放大器中产生了空间多模孪生光束。在3.5 MHz下测得的远场相干区域远小于该过程的角带宽,并且可以产生具有独立量子相关子区域的明亮孪生图像,几乎没有失真。可用的横向自由度形成一个高维希尔伯特空间,我们使用它来产生具有有限轨道角动量的量子关联孪生光束。
2007-11-21 quant-ph
Entanlement-Assisted Classical Capacity of Quantum Channels with Correlated Noise
我们计算的纠缠辅助经典容量的对称和非对称泡利通道,两个连续使用的通道相关。从我们的研究中可以明显看出,在有记忆的情况下,与乘积和纠缠态编码相比,如果存在先验纠缠,则在量子信道上传输更多的经典信息。
2006-05-13 quant-ph
Heralded single-pixel imaging with high loss-resistance and noise-robustness
非经典相关光子对成像在灵敏度和信噪比方面优于经典限制。然而,对于实际应用而言,实现对背景噪声和损失的强弹性仍然是一个挑战。在这项工作中,我们提出了预示单像素成像,这是非常强大的明亮的背景噪声和严重的信号损失。使用光子对和基于联合测量的成像方法之间的强时间相关性,我们实现了比信号大1000倍的噪声的抑制,并且还证明了与非时间选通经典成像相比,相关性引起的SNR增强因子超过200,对70倍的噪声和90%的信号损失。我们的工作使相关成像具有高度可扩展的光子容量。
2021-12-03 quant-ph
Classical and quantum capacities of a fully correlated amplitude damping channel
研究了作用于两个量子比特的完全相关振幅阻尼信道上的信息传输。我们推导出单次经典信道容量,并表明纠缠需要实现信道的最佳性能。我们讨论的降解性能的信道和评估的量子容量的任何值的噪声参数。最后计算了纠缠辅助的经典信道容量。
2013-10-31 quant-ph
Diffraction-limited plenoptic imaging with correlated light
传统的光学成像面临着分辨率和景深(DOF)之间不可避免的权衡。为了提高分辨率,需要高数值孔径(NA),但相关的大角度不确定性导致可以置于锐聚焦的有限深度范围。几年前,全光成像技术被引入,以弥补这种权衡。为此,全光成像重建从透镜到传感器的光线路径。然而,由标准全光成像提供的改进是实用的而不是根本的:增加的D0F导致分辨率的成比例减小,远高于由透镜NA施加的衍射极限。在本文中,我们证明了相关测量能够将全光成像推到其分辨率和自由度的基本极限。也就是说,我们证明,以保持在衍射极限的成像分辨率,同时增加了7倍的景深。我们的研究结果代表了理论和实验基础的有效发展的前景广阔的应用全光成像。
2018-01-16 physics.optics quant-ph
Turbulence Mitigation in Phase-Conjugated Two-Photon Imaging
结果表明,相位共轭的相关双光子成像装置的一个手臂中的使用允许无失真的鬼成像通过随机变化的相移的区域。这些图像是由相关的光子对形成的,其方式是光子在通过介质期间获得的相干引起的相移成对抵消。
2011-06-26 physics.optics quant-ph
Fundamental Limits of Classical and Quantum Imaging
量子成像承诺比经典协议更高的成像性能。然而,量子成像的许多方面还没有得到很好的理解。特别是,迄今为止还不知道如何比较经典和量子成像过程。在这里,我们认为经典和量子成像在一个单一的理论框架,并提出一般的基本限制的分辨率和沉积速率的经典和量子成像。分辨率可以从图像本身估计。我们提出了一个实用功能,使我们能够比较成像协议在广泛的应用。
2012-08-28 quant-ph
Miniaturized time-correlated single-photon counting module for time-of-flight non-line-of-sight imaging applications
针对飞行时间非视距成像系统小型化的实际需求,研发了一款四通道小型化时间相关单光子计数模块,搭配InGaAs/InP单光子探测器可在5 m成像距离下实现厘米级的三维成像分辨率。
2024-03-09 physics.ins-det physics.optics quant-ph
Position-correlated biphoton wavefront sensing for quantum adaptive imaging
本文提出位置关联双光子夏克-哈特曼波前传感方法,通过微透镜阵列后焦平面质心分布重建相位,实现单次拍摄的量子自适应成像,实验验证了抗塑料薄膜扰动能力。
2025-09-09 physics.optics quant-ph
Classical capacity of quantum channels with general Markovian correlated noise
研究了具有任意马尔可夫关联噪声的量子信道的经典容量。对于具有长期记忆的信道的一般情况,其对应于不收敛到平衡的马尔可夫链,容量表示在马尔可夫链的通信类方面。对于一个不可约的和非周期的马尔可夫链,信道是健忘的,和一个检索已知的表达的能力。
2007-12-05 quant-ph
Fast Correlated-Photon Imaging Enhanced by Deep Learning
相关光子对具有很强的量子相关性,被用来为从生物成像到测距的各个领域带来量子优势。这种固有的非经典性质支持提取更多的有效信号,以建立光子限制的图像,即使在低通量水平,其中散粒噪声成为主导,因为光源降低到单光子水平。通过数值重建算法进行优化是可能的,但需要数千个光子稀疏帧,因此无法实时进行。在这里,我们提出了一种通过深度学习增强的实验性快速相关光子成像,展示了一种智能计算策略,以发现大数据中更深层次的结构。卷积神经网络被发现能够有效地解决与强散粒噪声和背景噪声(电子噪声,散射光)相关的图像逆问题。我们的研究结果填补了成像速度和图像质量之间不兼容的关键空白,将弱光成像技术推向实时和单光子水平,为现实生活中的深度学习增强量子成像开辟了一条道路。
2020-06-16 eess.IV physics.app-ph physics.optics
Classical extension of quantum-correlated separable states
李和罗[Phys. Rev. A 78(2008),024303]发现了不和谐与纠缠之间的显着关系。它建立了所有可分离的状态可以通过减少一个经典相关的状态“生活”在一个更大的维度的空间。从这个结果出发,我们在这里讨论了可分态的最佳经典扩张,并探讨了低维系统的这一概念。我们发现,经典扩张的维数越大,原可分态的不和谐越大。此外,我们分析了两个量子比特的最大不和谐的可分离状态,以及它们相关的经典扩展。
2015-04-08 quant-ph
Quantum Gaussian Channels with Additive Correlated Classical Noise
我们提供了一个模型来研究记忆效应在量子高斯信道加性经典噪声在任意数量的使用。不同用途之间的相关性是由连续的双模式交互作用引入的。少数模式的数值结果。他们确认的可能性,以提高经典的信息速率与纠缠输入的帮助下,并显示可能的渐近行为,应导致信道的全部容量。
2006-09-04 quant-ph
Quantum imaging of spin states in optical lattices
我们利用非共振光散射研究了光晶格中原子自旋空间分布的成像。我们演示了如何从原子散射空间相关的光可以导致自旋态图像与增强的空间分辨率。此外,我们展示了如何使用空间相关的光可以导致直接测量的原子自旋分布的空间相关性。
2010-07-12 cond-mat.quant-gas quant-ph
A Quantum Imager for Intensity Correlated Photons
我们报告一种新的设备能够成像的二阶时空相关性g2(x,t)之间的光子。该成像仪是基于单片阵列的单光子雪崩二极管(SPAD)在CMOS技术和一个简单的算法来处理多光子到达时间分布从不同的SPAD对实现。它能够在室温下具有低至10光子/s的通量的80 ps的时间分辨率。一个重要的应用可能是局部成像的g2作为一种手段,确认真正的玻色-爱因斯坦宏观相干(BEC)腔激子极化激元的存在。
2008-11-06 quant-ph
Snapshot hyperspectral imaging with quantum correlated photons
高光谱成像(HSI)具有从环境监测到生物技术的广泛应用。目前的快照HSI技术都需要在空间和光谱分辨率之间进行权衡,因此无法同时在两者中实现高分辨率。此外,这些技术是资源低效的,大部分光子通过光谱滤波而丢失。在这里,我们展示了一个快照HSI技术,利用纠缠光子固有的强大的光谱时间相关性,使用修改后的量子鬼光谱系统,其中目标直接成像与一个光子和通过鬼光谱从合作伙伴光子获得的光谱信息。由于光谱仪仅使用相机边缘附近的几行像素,因此几乎没有牺牲光谱的空间分辨率。此外,由于不需要光谱滤波,所有光子都有助于HSI过程,使该技术更具资源效率。
2022-04-12 physics.optics quant-ph
Dynamics of a qubit as a classical stochastic process with time-correlated noise: minimal measurement invasiveness
到目前为止,它已经表明,量子动力学不能被描述为一个经典的马尔可夫过程,除非经典状态的数量是不可数无限的。在本文中,我们提出了一个具有时间相关噪声的随机模型,它精确地再现了量子比特的任何幺正演化,并且只需要四个经典状态。在测量过程中仅对一个比特进行侵入性更新就可以解释莱格特-加格不等式的量子违反。与导频波理论不同,控制四个态之间跳跃的随机力不依赖于量子态,而只依赖于幺正演化。利用该模型导出了一个局域隐变量模型,并在此模型中增加了一个比特的经典通信量,用于模拟纠缠Bell态。
2012-04-11 quant-ph
Quantum Correlated Equilibria in Classical Complete Information Games
我们研究了经典完全信息博弈的参与者最初共享一个纠缠纯量子态的情形。每个参与者可以在自己的量子比特上执行任意的本地操作,但不允许直接通信。在这个框架中,我们定义了量子相关平衡(QCE)的概念,正常和广泛的形式完全信息的游戏。我们表明,在一个正常形式的游戏,任何结果分布实现的QCE也可以实现一个经典的相关均衡(CE)。我们证明,相反的是令人惊讶的错误:我们给出了一个例子的结果分布的一个正常形式的游戏,这是可实现的CE,但我们证明,在任何尝试的量子协议开始一个分区的纯量子态,至少有一个球员将有动机偏离。我们扩展我们的分析,广泛的形式游戏,并发现经典和量子相关的平衡之间的关系变得不那么清楚。我们比较的结果分布,可实现在我们的量子模型,那些可实现的经典的广泛形式的相关平衡(EFCE)。例如,我们发现,存在一个广泛的形式完全信息游戏和分布的结果,可以实现的QCE,但不是由任何EFCE,在正常形式的游戏的结果。我们还考虑了一个即时启示广泛的形式相关均衡(IR-EFCE)的概念,并比较IR-EFCE的EFCE和QCE的权力。
2011-01-18 quant-ph
Generation of non-classical correlated photon pairs via a ladder-type atomic configuration: theory and experiment
我们用热的~(85)Rb原子蒸气以~107/s的产生率在实验上产生了780和1529.4 nm的非经典相关双色光子对.这两个光子之间的非经典关联被证明是由Cauchy-Schwarz不等式的强破坏因子R=48+-12。此外,我们还从实验上研究了相关性与单光子失谐量、泵浦功率等重要实验参数的关系。我们还进行了详细的理论分析,理论预测与我们的实验结果是合理的一致。
2012-05-02 quant-ph
Monotonic quantum-to-classical transition enabled by positively-correlated biphotons
多粒子干涉是量子力学研究中的一个基本现象,它是在最近的实验中发现的[Ra,Y.- S.等人,Proc. Natl Acad. Sci. USA \textbf{110},1227(2013)],光谱不相关的双光子在四光子Hong-Ou-Mandel(HOM)干涉中表现出非单调的量子到经典跃迁。在本文中,我们考虑了具有谱关联光子的相同方案,通过理论计算和数值模拟,发现该跃迁不仅可以在负关联或非关联双光子情况下是非单调的,而且可以在正关联双光子情况下是单调的。这种差异的根本原因在于HOM型多光子干涉是一种差频干涉。我们的研究可能为理解频率纠缠在多光子行为中的作用提供新的思路。
2017-06-30 quant-ph
EPR-based ghost imaging using a single-photon-sensitive camera
相关光子成像,通常称为重影成像,是一种由从未与物体相互作用的光形成图像的技术。在鬼像实验中,产生了两个相关的光场。其中一个场照亮物体,另一个场由空间分辨探测器测量。在量子机制中,这些相关光场由自发参量下转换产生的纠缠光子产生。迄今为止,所有的相关光子重影成像实验都是通过扫描单像素探测器的视场来获得空间信息。然而,扫描导致差的采样效率,其与图像中的像素数N成反比。在这项工作中,我们克服了这个限制,使用时间选通相机记录整个场景的单光子事件。我们获得高对比度的图像,90%,在图像平面或远场的光子对源,利用EPR的光子对的位置和动量的相关性。我们的图像包含大量的模式,>500,创造机会,在低光级成像和量子信息处理。
2013-08-05 physics.optics quant-ph
Systematic analysis of SNR in bipartite Ghost Imaging with classical and quantum light
我们提出了一个完整的和详尽的理论,在二分鬼成像与经典(热)和量子(双光束)光的信号噪声比。理论与实验进行了比较,为双光束和热光在一定的制度的利益。
2011-03-07 quant-ph
Multiphoton ghost imaging with classical light
一个可能的类型的n阶鬼成像实验上进行使用多光子(高阶)强度相关的赝热光。结果表明,虽然增加强度相关的顺序导致的鬼成像可见度的增长,它在同一时间降低了信噪比。因此,利用热光的重影成像在强度的二阶中是最佳的。
2009-12-02 quant-ph
Optimal estimation of conjugate shifts in position and momentum by classically correlated probes and measurements
由于位置和动量的同时和非平凡的小变化,多参数估计是必要的力传感。因此,设计允许同时估计所有参数的量子探针是一项重要的任务。量子谐振子位置和动量共轭变化的最佳估计方法是利用纠缠态或量子非高斯态的探针。我们表明,同样的结果可以得到一个更可行的方式,采用独立的不同压缩高斯状态的经典相关的位置或动量测量。该结果表明,探针状态和直接适用于力感测的测量值之间的经典相关性具有未经探索的力量
2022-08-02 quant-ph
Classical capacity of a qubit depolarizing memory channel with Markovian correlated noise
我们研究了一个遗忘量子存储信道的经典容量,该信道根据遍历马尔可夫链在两个量子比特去极化信道之间切换。该量子记忆通道的容量取决于两个去极化通道的参数和遍历马尔可夫链的记忆。当输入量子比特数为2时,我们证明了依赖于信道参数,最大纠缠输入态或乘积输入态都能达到经典容量。我们基于数值的猜想是,随着输入量子比特数的增加,经典容量接近所有参数值的乘积态容量。
2015-06-08 quant-ph
Entanglement enhanced classical capacity of quantum communication channels with correlated noise in arbitrary dimensions
研究了具有记忆的d维量子信道的容量。我们表明,在协议与以前的结果泡利量子比特通道,有最大纠缠输入状态实现更高的值的互信息比产品状态的情况。此外,这种效果的噪声相关性的性质,以及对奇偶性的空间dimensions.We猜想,纠缠时,给出了一个优势的互信息,最大纠缠态饱和的信道容量的强烈依赖。
2006-12-28 quant-ph
Work Extraction from Classically Correlated States in Noisy Quantum Channels with Memory
本研究利用daemonic ergotropy框架,证明带记忆的局部非幺正噪声(如振幅阻尼信道)能诱导量子关联并显著放大可提取功,将非幺正噪声转化为量子协议中的热力学资源。
2025-06-01 quant-ph
Lensless Fourier-Transform Ghost Imaging with Classical Incoherent Light
采用一种新的无透镜方案,用经典非相干光在菲涅耳距离上对纯振幅物体和纯相位物体进行了傅里叶变换鬼像实验研究。实验结果与相应物体的标准傅里叶变换结果吻合较好。该方案提供了一种新的途径,无像差衍射限制的3D图像与经典的非相干热光,它没有分辨率和景深的限制,基于透镜的层析成像系统。
2006-05-22 quant-ph
Metasurface imaging with entangled photons
等离子体激元和超材料最近被证明可以控制光的非经典状态并与之相互作用,考虑到这些系统中通常会遇到的高损耗,这是一个相当违反直觉的发现。在这里,我们展示了一系列的功能,允许与相关和纠缠的光子,用于照亮多个,叠加图案的等离子体元表面。相关光子允许非局部地确定成像的图案,或者替代地,对否则模糊的图像进行解扰。纠缠光子允许更重要的功能,由此压印在超表面上的图像仅在用纠缠光子之一照射时才单独可见。因此,功能超颖表面的相关单光子成像有望在量子信息协议中使用纳米结构亚波长薄器件方面取得进展。
2018-05-04 physics.optics quant-ph
Protecting quantum Fisher information in correlated quantum channels
量子费舍尔信息(QFI)在量子精密测量中具有潜在的应用价值。我们研究了当一个量子信道对量子比特序列的连续作用具有部分经典关联时的QFI。我们的研究结果表明,虽然退相干效应是有害的QFI,这种经典的相关QFI的影响是通道依赖性。对于Bell型探测态,去极化和相位翻转通道的连续作用的经典关联可以用来改善QFI,而位翻转和位相位翻转通道的经典关联会导致QFI的轻微下降。对于更一般的探测态参数化形式,在关联量子信道的宽范围内,初始关联系统对提高量子效率的优势仍然保持不变。
2020-03-06 quant-ph
Ghost imaging using homodyne detection
我们提出了一个理论研究的鬼成像的基础上产生的相关光束参量下转换,并使用平衡零差检测测量信号和闲频字段。我们分析表明,信号空闲相关包含完整的振幅和相位信息位于信号路径中的对象,无论是在近场和远场的情况下。为此,我们讨论了如何优化的光学设置在两个成像路径,包括关键点,关于如何工程的闲置本地振荡器的相位,以观察所需的正交正交分量的图像。我们指出的远场带宽和再现图像的近场分辨率之间的内在联系,由相关光束的源的带宽。然而,我们展示了如何规避这一限制,通过使用空间平均技术,大大提高了远场相关的成像带宽,以及加快收敛速度。考虑到泵浦脉冲的有限大小和持续时间的数值模拟的结果备份。
2004-02-21 quant-ph
Experimental demonstration of entanglement-enhanced classical communication over a quantum channel with correlated noise
我们提出了一个实验,证明纠缠增强的经典通信能力的量子信道与相关噪声。信道由呈现随机双折射的光纤链路建模,该随机双折射在比信道的连续使用之间的时间间隔长得多的时间尺度上波动。在这种情况下,在沿光纤传播的两个光子之间引入纠缠,可以将多达一位的信息可靠地编码到它们的联合偏振自由度中。当两个单独使用的信道之间不允许量子相关时,这种容量减少了三倍以上。我们使用基于自发参量下转换的纠缠光子对的光纤耦合源和线性光学贝尔态测量来证明这种效应。
2004-03-02 quant-ph
Can quantum imaging be classically simulated?
自1995年以来,量子成像已经通过使用纠缠光子对来证明。物理学界将这些实验命名为“鬼像”、“量子密码传真”、“鬼干涉”等。最近,Bennink等人通过两个同向旋转的k矢量关联激光器模拟了“鬼”成像实验。经典模拟是否模拟了"幽灵"图像的量子方面?我们希望提供一个答案。事实上,模拟非常类似于当地现实主义的历史模型。这篇文章的目的是澄清两种实验背后的不同物理学,并解决EPR自1935年以来所关注的量子理论的基本问题。
2003-02-25 quant-ph
Resolution to the quantum-classical dilemma in thermal ghost imaging
在过去的二十年里,关于热光源鬼成像的量子起源与经典起源一直存在激烈的争论。许多杰出的工作在理论上和实验上都对这个主题做出了贡献,然而,直到今天,这个量子-经典困境仍然存在。本文首次在光子轨道角动量(OAM)希尔伯特空间中建立了一个密度矩阵,并以热光源为基本定义,对双臂鬼像成像系统进行了全面的描述。我们的配方提供了一个数学上精确的方法来描述在一个非本地的方式鬼图像的形成。更重要的是,它提供了一个更直观的物理图像来揭示隐藏在热鬼成像中的量子性,从而为正在进行的量子经典困境提供了一个合理的解决方案,该困境将量子关联区分为纠缠之外的几何不和谐度量。我们的工作也为直接利用热多光子OAM态实现某些量子信息任务提供了进一步的研究方向。
2016-08-09 quant-ph
Quantum or classical perception according to the Imaging theorem
一个评估是在何种程度上纯幺正演化,不同于环境的消相干相互作用,可以提供必要的过渡观察者解释感知量子动力学经典。这对将量子波函数解释为系综或单粒子的特征以及相关的波函数坍缩问题具有意义。
2018-09-20 quant-ph
Ghost Imaging: What is quantum, what is not
我们提供了一个统一的治疗经典和量子高斯态源,明确识别的鬼成像的功能是严格的量子力学。我们表明,鬼图像的形成从根本上是经典的,与图像被表示在检测到的字段之间的相位不敏感和相位敏感的互相关。然后,我们考虑鬼成像的情况下,无论是相位不敏感或相位敏感的来源,前者总是经典的,但后者可能是经典的或量子力学。我们表明,如果它们的自相关是相同的,那么量子源提供的分辨率改善在其近场和视场改善在其远场相比,经典源。
2006-12-10 quant-ph
Quantum correlations from classically correlated states
考虑一个二分量子系统,它的两个组成部分中至少有一个本身是一个复合系统。通过追踪这两个子系统中的一个(或两个)的一部分,即使整个系统的原始状态仅具有经典相关性,也可以获得表现出量子相关性的简化(可分离)状态。Li和Luo在2008年首次指出的这种效应非常有趣,因为越来越多的证据表明,非纠缠混合态中的量子关联可能构成实现非平凡信息相关任务的有用资源。在这里,我们对低维量子系统(三量子比特态)的特定状态族进行了上述效应的系统探索。为了评估的非经典的相关性的减少状态,我们使用的量子相关性的指标的基础上产生的状态扰动的测量本地可观的。我们表明,对于一个三量子比特的系统,存在着一个关系之间的经典互信息的原始经典相关态和最大量子相关所表现出的约化状态。
2015-04-08 quant-ph
Light-field microscopy with correlated beams for extended volumetric imaging at the diffraction limit
光场显微镜代表了一个有前途的解决方案,显微体积成像,由于其能够在一个单一的采集多个平面上编码信息。这是通过其独特的同时捕获光的空间分布和传播方向的信息来实现的。然而,与标准显微镜相比,最先进的光场显微镜遭受空间分辨率的有害损失。我们提出并实验证明了一个光场显微镜架构的基础上,光强度相关性,其中分辨率仅限于衍射。我们证明了我们的技术在重新聚焦三维测试目标和生物样本的聚焦平面的有效性。我们通过因子6相对于传统的显微镜,在相同的分辨率,并获得,从一个采集的相关图像,约$130,000$图像,所有从不同的角度来看,这样的多视角图像被用来重建$40$平面内的$1 \,\mathrm{mm}^3$样品与衍射有限的分辨率体素的$20 \times 20 \times 30\ μ\mathrm{m}^3$。
2021-10-02 physics.optics quant-ph
Entanglement-assisted Enhanced Information Transmission Over a Quantum Channel with Correlated Noise; A General Expression
纠缠和纠缠辅助是有用的资源,以提高泡利信道的互信息,当连续使用的信道上的噪声有一些偏相关。本文研究了具有相关噪声的量子通信信道,导出了在Pauli量子信道中,具有相关噪声的量子信道、乘积、最大纠缠态编码和纠缠辅助系统的互信息的一般表达式。因此,我们建议更有效的编码在纠缠辅助系统的经典信息的传输,并推导出一个一般表达式的纠缠辅助经典容量。我们的研究结果表明,在内存的存在下,更大量的经典信息传输的纠缠辅助系统的两个或四个连续的使用。
2006-05-04 quant-ph
Classification of coined quantum walks on the line and comparison to correlated classical random walks
本研究对一维硬币量子行走进行全面分类,推导修正的振幅闭式解并推广至关联经典随机行走,构建统一框架对比两类动力学的方差标度与极限分布。
2025-07-31 quant-ph
Imaging a chain of strongly correlated Rydberg excitations enabled by Förster-resonance-enhanced interaction
本文利用 Förster 共振增强偶极耦合的电磁诱导透明方案,实现 3 μs 内对单个 Rydberg 激发的原位单次吸收成像,并观测到激发链的反聚束与长程有序。
2025-09-29 physics.atom-ph quant-ph
Two-particle correlated interference in reflection: extending the quantum-classical boundary via a macroscopic quantum superposition insensitive to decoherence
微观粒子从介观/宏观“镜”的反射产生来自入射和反射粒子子态及其相关镜子态的两体相关干涉。微观动量交换产生两个镜像子状态,它们干涉产生条纹,这些条纹不会随着镜像质量的增加而消失。这些镜像状态之间的小位移可以产生可忽略的环境退相干时间。镜面相干长度对这种干涉的程度施加了限制,通过使用与从物质板的两个表面反射的粒子相关联的两体状态的干涉,以类似于从“薄膜”反射的光脉冲的经典干涉的方式来减轻这种干涉。这种两体相关干涉被建模为穿过有限阱的粒子,粒子和量子力学处理。这样的治疗预测预期的“薄膜”干涉,但只是作为一个特殊的情况下,更普遍的结果。它还表明,测量仅反射粒子(产生一个边际概率密度函数)可以作为一个探针,以揭示宏观反射体的量子态。对于相同的质量,粒子子态的相干性转移到镜像子态,这是一个熟悉的经典结果的量子表现。
2015-10-07 quant-ph
Quantum Imaging via Kurtosis-Difference Weighted Covariance on 2D Camera
Shandong Institute of Advanced Technology(山东先进技术研究院)
针对传统协方差方法在弱相关光子对提取中需要大量帧数的问题,提出利用峰度差加权协方差,在5000帧内实现对比度噪声比超过7,采集时间减少40倍。
2026-10-27 physics.optics quant-ph
Two-step procedure to discriminate discordant from classical correlated or factorized states
我们设计并实验实现了一个程序,能够检测和区分量子不和谐和经典相关性,以及在联合系统环境设置中的因子化状态的存在。我们的计划建立在最近的理论结果表明,如何在一个二分设置的量子系统的两个约简状态之间的可解释性可以传达重要的信息,存在于二分状态的相关性和子系统之间的相互作用。所述两个子系统是由参量下转换产生的信号光束的偏振和空间自由度,其由闲频光束适当地制备。不同的全局和局部操作允许通过经由状态层析成像研究合适的偏振子系统状态之间的迹线距离行为来检测不同的相关性。
2014-11-13 quant-ph
On the use of superthermal light for imaging applications
本文分析两种超热光态在鬼成像中的优劣,发现其对比度更高但信噪比与热光相同,表明超热光在成像中优势有限。
2023-10-12 physics.optics quant-ph
Noise-robust single-pixel imaging in photon counting regime with a pulsed source
我们提出了一种方法,以传统的增强噪声鲁棒性的单像素成像的光子计数制度与脉冲源。通过使用脉冲源和接收信号的时间轮廓之间的时域互相关,我们的方案经典地模仿量子成像的噪声抑制概念。在一个强噪声环境中,背景噪声强度高达120倍以上的信号,我们比较了三种不同的图像得到的常规,量子增强,经典增强计划。结果表明,经典增强方案在成像过程中对噪声具有显著的鲁棒性,与量子方案相当。
2021-12-13 quant-ph
Coherent imaging of a pure phase object with classical incoherent light
利用鬼像技术,我们在实验上演示了利用分束器上分离的非相干热光的经典相关性再现{ \em纯相位}物体的衍射图样。结果再次强调纠缠不是鬼成像的必要特征。我们使用的光在空间上相对于物体是高度不相干的($\approx 2 μ$ m散斑大小),并且由依赖于近场散射原理的伪热源产生。我们表明,在这些条件下,没有信息的相位对象可以检索只测量通过它的光,既不是在直接测量,也不是在Hanbury布朗Twiss(HBT)计划。在一般情况下,我们表现出显着的互补性之间的鬼成像和HBT计划时,处理一个相位对象。
2006-07-06 quant-ph
The generalised imaging theorem: autonomous quantum to classical transitions
动力系统从量子力学到经典力学的转变机制一直是人们感兴趣的问题。实际上,它是重要的解释多粒子符合测量进行宏观距离从微观反应区。在这里,我们证明了广义iimaging定理,它表明,任何多粒子量子系统的空间波函数,传播的距离和时间大的原子尺度上,但仍然微观,并受确定性的外部场和粒子相互作用,成为成比例的初始动量波函数的位置和动量坐标定义一个经典的轨迹。目前,量子到经典跃迁被认为是通过与环境的随机相互作用引起的退相干发生的。成像定理源于酉薛定谔传播,因此在没有任何环境相互作用的情况下是有效的。这意味着同时测量位置和动量将定义一个独特的经典轨迹,而仅对位置进行不完整的测量可能导致量子干涉效应。
2016-01-11 quant-ph