論文の概要: Quantum enhanced non-interferometric quantitative phase imaging

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2304.14727v1
• Date: Fri, 28 Apr 2023 09:55:31 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-01 14:48:06.356789
• Title: Quantum enhanced non-interferometric quantitative phase imaging
• Title（参考訳）: 量子化非干渉計量位相イメージング
• Authors: Giuseppe Ortolano, Alberto Paniate, Pauline Boucher, Carmine Napoli, Sarika Soman, Silvania F. Pereira, Ivano Ruo Berchera, and Marco Genovese
• Abstract要約: 非干渉的条件下での純位相物体のイメージングを強化するために絡み合いを利用する。 定量的位相推定における不確かさの明確化を示す。 この研究は、例えばX線イメージングのような異なる波長での応用の道を開く。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Quantum entanglement and squeezing have significantly improved phase estimation and imaging in interferometric settings beyond the classical limits. However, for a wide class of non-interferometric phase imaging/retrieval methods vastly used in the classical domain e.g., ptychography and diffractive imaging, a demonstration of quantum advantage is still missing. Here, we fill this gap by exploiting entanglement to enhance imaging of a pure phase object in a non-interferometric setting, only measuring the phase effect on the free-propagating field. This method, based on the so-called "transport of intensity equation", is quantitative since it provides the absolute value of the phase without prior knowledge of the object and operates in wide-field mode, so it does not need time-consuming raster scanning. Moreover, it does not require spatial and temporal coherence of the incident light. Besides a general improvement of the image quality at a fixed number of photons irradiated through the object, resulting in better discrimination of small details, we demonstrate a clear reduction of the uncertainty in the quantitative phase estimation. Although we provide an experimental demonstration of a specific scheme in the visible spectrum, this research also paves the way for applications at different wavelengths, e.g., X-ray imaging, where reducing the photon dose is of utmost importance.
• Abstract（参考訳）: 量子エンタングルメントとスクイージングは、古典的限界を超えた干渉計設定における位相推定とイメージングを著しく改善した。 しかし、古典的領域(例えばptychographyやdiffractive imagingなど)で広く使われている非干渉位相イメージング/リトライバル法には、量子優位の実証がいまだに欠けている。 そこで,このギャップを埋めるために,エンタングルメントを利用して非干渉設定における純相物体のイメージングを強化し,自由伝搬場に対する位相効果のみを測定する。 この方法は、いわゆる「強度方程式の伝達」に基づいており、物体の事前の知識なしに位相の絶対値を提供し、広視野モードで動作するため、時間を要するラスタスキャンを必要としないため、定量的である。 さらに、入射光の空間的・時間的コヒーレンスを必要としない。 被写体を通して照射される光子の一定数における画質の一般的な改善に加えて、微小なディテールの識別性が向上し、定量的位相推定における不確かさが明らかに低減されることを示した。 可視光スペクトルにおける特定のスキームの実験的実証を提供するが、この研究は、例えば、光子線量を減らすことが最も重要であるX線イメージングなどの異なる波長での応用の道を開く。

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