論文の概要: Quantum Microscopy of Cells at the Heisenberg Limit

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2303.04948v3
• Date: Fri, 14 Apr 2023 21:04:35 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-18 20:43:40.389541
• Title: Quantum Microscopy of Cells at the Heisenberg Limit
• Title（参考訳）: ハイゼンベルク限界における細胞の量子顕微鏡
• Authors: Zhe He, Yide Zhang, Xin Tong, Lei Li, Lihong V. Wang
• Abstract要約: 本稿では,QMC(quantum microscopy by final (QMC) with balanced path lengthsについて述べる。 QMCは、バランスの取れた波長を持つ構成の恩恵を受けており、2本の腕にバランスのとれた光学的な長さを持つ対称な経路を横断する一対の絡み合った光子が、波長の半分の単一の光子のように振る舞う。 QMCにおける二光子の低強度および絡み合い特性は非破壊的生体イメージングを約束する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 18.30334680254671
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
• Abstract: Entangled biphoton sources exhibit nonclassical characteristics and have been applied to imaging techniques such as ghost imaging, quantum holography, and quantum optical coherence tomography. The development of wide-field quantum imaging to date has been hindered by low spatial resolutions, speeds, and contrast-to-noise ratios (CNRs). Here, we present quantum microscopy by coincidence (QMC) with balanced pathlengths, which enables super-resolution imaging at the Heisenberg limit with substantially higher speeds and CNRs than existing wide-field quantum imaging methods. QMC benefits from a configuration with balanced pathlengths, where a pair of entangled photons traversing symmetric paths with balanced optical pathlengths in two arms behave like a single photon with half the wavelength, leading to 2-fold resolution improvement. Concurrently, QMC resists stray light up to 155 times stronger than classical signals. The low intensity and entanglement features of biphotons in QMC promise nondestructive bioimaging. QMC advances quantum imaging to the microscopic level with significant improvements in speed and CNR toward bioimaging of cancer cells. We experimentally and theoretically prove that the configuration with balanced pathlengths illuminates an avenue for quantum-enhanced coincidence imaging at the Heisenberg limit.
• Abstract（参考訳）: 絡み合った双光子源は非古典的な特性を示し、ゴーストイメージング、量子ホログラフィー、量子光コヒーレンストモグラフィーなどのイメージング技術に応用されている。 現在までの広視野量子イメージングの開発は、低空間分解能、速度、コントラスト-ノイズ比(CNR)によって妨げられている。 本稿では,既存の広視野量子イメージング法に比べて,ハイゼンベルク限界での超解像をかなり高速かつcnrで行えるように,バランスのとれた経路長の一致による量子顕微鏡(qmc)を提案する。 QMCは2本の交叉光子が2本の腕で対称な経路を横断し、半分の波長を持つ1本の光子のように振る舞うことで2倍の分解能が向上する。 同時に、QMCは古典的な信号の最大155倍の強度の光に抵抗する。 QMCにおける二光子の低強度および絡み合い特性は非破壊的生体イメージングを約束する。 QMCは、がん細胞のバイオイメージングに向けた速度とCNRを大幅に改善し、量子イメージングを顕微鏡レベルまで進める。 平衡長の配置がハイゼンベルク限界における量子エンハンス同時撮像の道筋を照らすことを実験的に理論的に証明した。

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