論文の概要: Optical information encryption using general temporal ghost imaging with practical experimental condition

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2501.08136v1
• Date: Tue, 14 Jan 2025 14:14:29 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-01-15 13:28:52.782094
• Title: Optical information encryption using general temporal ghost imaging with practical experimental condition
• Title（参考訳）: 実験条件付き一般時間ゴースト画像を用いた光情報暗号化
• Authors: Juan Wu, Xiaohai Zhan, Fang-Xiang Wang, Zhenqiu Zhong, Shuang Wang, Wei Chen, Zhen-Qiang Yin, Zheng-Fu Han,
• Abstract要約: テンポラルゴーストイメージングは、遅い検出器を用いて高速の時間信号を再構成する。 画像品質に及ぼす遅い検出器の実験パラメータの影響を理論的に検討する。 量子および古典的TGI手法の両方に基づくマルチビット情報伝送方式を実装した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 6.003584166289704
• License:
• Abstract: Temporal Ghost Imaging (TGI), which reconstructs fast temporal signals using a slow detector, holds significant potential in optical communication, high-speed imaging, and quantum information processing. However, achieving high-quality information reconstruction has been a major challenge for the practical application of TGI. A theoretical model [\emph{ Applied Optics}, 62(5): 1175-1182 (2023)] was proposed to investigate the influence of experimental parameters of the slow detector on image quality; however, its experimental verification was hitherto lacking. In this study, we implemented a multi-bit information transmission scheme based on both quantum and classical TGI methods. Experimental validation confirmed the accuracy of the theoretical model and demonstrated its application in encrypting noisy multi-bit information. The experimental results demonstrate that as the information coding density increases, the decoding accuracy becomes highly sensitive to the detection accuracy and threshold of the slow detector. When these parameters degrade, the decoding quality deteriorates significantly. Additionally, our system shows notable robustness against detection noise, but loses the ability to accurately decode when the noise amplitude becomes too high. Our work endows TGI with optical information encryption capabilities in practical systems and furnishes comprehensive guidelines for the further application of TGI.
• Abstract（参考訳）: テンポラルゴーストイメージング(TGI)は、遅い検出器を用いて高速な時間信号を再構成し、光通信、高速イメージング、量子情報処理において大きな可能性を秘めている。 しかし,TGIの実用化において,高品質な情報再構成を実現することが大きな課題となっている。 画像品質に対する遅い検出器の実験パラメータの影響を調べるため,理論モデル [\emph{ Applied Optics}, 62(5): 1175-1182 (2023)] が提案されたが, 実験による検証は不十分であった。 本研究では,量子TGI法と古典TGI法の両方に基づくマルチビット情報伝送方式を実装した。 実験により理論モデルの精度を確認し、ノイズの多いマルチビット情報の暗号化への応用を実証した。 実験の結果,情報符号化密度が増大するにつれて,復号精度は検出精度と低速検出器のしきい値に非常に敏感になることがわかった。 これらのパラメータが劣化すると、復号品質は著しく低下する。 さらに,検出ノイズに対して顕著な堅牢性を示すが,ノイズ振幅が高すぎると正確に復号する能力は失われる。 本研究は,実用システムにおける光情報暗号化機能を備えたTGIを提供し,さらなるTGI適用のための包括的ガイドラインを提供する。

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