論文の概要: Multiphoton Quantum Imaging using Natural Light

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2405.12794v1
• Date: Tue, 21 May 2024 13:43:32 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-05-22 17:33:24.792001
• Title: Multiphoton Quantum Imaging using Natural Light
• Title（参考訳）: 自然光を用いた多光子量子イメージング
• Authors: Fatemeh Mostafavi, Mingyuan Hong, Riley B. Dawkins, Jannatul Ferdous, Rui-Bo Jin, Roberto de J. Leon-Montiel, Chenglong You, Omar S. Magana-Loaiza,
• Abstract要約: 我々は、自然光の利用に依存する量子イメージング手法を開発した。 検出した熱光子の量子特性を抽出し、信号-雑音比を改良した量子画像を生成する。 驚くべきことに、この測定方式は、光場の真空ゆらぎから画像を生成することができる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: It is thought that schemes for quantum imaging are fragile against realistic environments in which the background noise is often stronger than the nonclassical signal of the imaging photons. Unfortunately, it is unfeasible to produce brighter quantum light sources to alleviate this problem. Here, we overcome this paradigmatic limitation by developing a quantum imaging scheme that relies on the use of natural sources of light. This is achieved by performing conditional detection on the photon number of the thermal light field scattered by a remote object. Specifically, the conditional measurements in our scheme enable us to extract quantum features of the detected thermal photons to produce quantum images with improved signal-to-noise ratios. This technique shows a remarkable exponential enhancement in the contrast of quantum images. Surprisingly, this measurement scheme enables the possibility of producing images from the vacuum fluctuations of the light field. This is experimentally demonstrated through the implementation of a single-pixel camera with photon-number-resolving capabilities. As such, we believe that our scheme opens a new paradigm in the field of quantum imaging. It also unveils the potential of combining natural light sources with nonclassical detection schemes for the development of robust quantum technologies.
• Abstract（参考訳）: 背景雑音が撮像光子の非古典的な信号よりも強い現実的な環境に対して、量子イメージングのスキームは脆弱であると考えられている。 残念ながら、この問題を軽減するためにより明るい量子光源を作るのは不可能である。 ここでは、自然光の利用に依存する量子イメージング手法を開発することにより、このパラダイム的制限を克服する。 これは、遠方物体に散乱した熱電界の光子数に対して条件検出を行うことにより達成される。 具体的には,検出した熱光子の量子的特徴を抽出し,信号対雑音比を改良した量子画像を生成する。 この手法は、量子画像のコントラストに顕著な指数関数的拡張を示す。 驚くべきことに、この測定方式は、光場の真空ゆらぎから画像を生成することができる。 これは光子数分解機能を持つ単画素カメラの実装によって実験的に実証される。 このように、我々の計画が量子イメージングの分野において新しいパラダイムを開くと信じている。 また、頑丈な量子技術を開発するために、自然光源と非古典的な検出スキームを組み合わせる可能性も明らかにしている。

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