論文の概要: Entanglement-enhanced imaging through scattering media

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2508.14616v1
• Date: Wed, 20 Aug 2025 11:04:25 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-08-21 16:52:41.433084
• Title: Entanglement-enhanced imaging through scattering media
• Title（参考訳）: 散乱媒質によるエンタングルメント強調イメージング
• Authors: Chloé Vernière, Raphaël Guitter, Baptiste Courme, Hugo Defienne,
• Abstract要約: 本稿では,散乱過程を反転させることなく複雑な媒体を介して画像を送信する量子絡み合いに基づくアプローチを提案する。 この方法は、複数の測定基地間での光子相関の保存という、量子絡み合いの基本的な性質を利用する。 我々の研究は、単純な光学的相関を超えた量子絡み合いのユニークな性質を活用することによって、複雑な媒体を通したイメージングに根本的に新しいアプローチを導入している。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Scattering in complex media scrambles light, obscuring images and hindering applications ranging from astronomy to microscopy. While computational algorithms and wavefront shaping can, in principle, reverse this mixing by exploiting the near-linear nature of light propagation, in practice the inversion process is highly susceptible to limitations such as the finite number of controllable modes, noise, losses, and inaccuracies in the forward model. Consequently, these approaches are only effective under tightly controlled conditions, limiting their impact on real-world imaging. Here, we present a quantum entanglement-based approach that transmits images through complex media without inverting the scattering process. This method exploits a fundamental property of quantum entanglement: the preservation of photon correlations across multiple measurement bases. By tailoring the optical disorder induced by a scattering layer to access one such basis, entanglement-encoded images of arbitrary objects hidden behind the medium can be reconstructed via coincidence detection at the output. In contrast, classical imaging under identical conditions fails, producing only speckle patterns with no object information. Our work introduces a fundamentally new approach to imaging through complex media by leveraging the unique properties of quantum entanglement beyond simple optical correlations. This opens up new avenues for quantum-enhanced imaging and communication in challenging environments.
• Abstract（参考訳）: 複雑なメディアにおける散乱は、光を散乱させ、画像を隠蔽し、天文学から顕微鏡まで幅広い応用を妨げる。 計算アルゴリズムと波面形状は、原理的には光伝播のほぼ直線の性質を利用してこの混合を逆転させることができるが、実際には、反転過程は、フォワードモデルの有限個の制御可能なモード、ノイズ、損失、不正確さなどの制限に非常に敏感である。 その結果、これらのアプローチは厳密に制御された条件下でのみ有効であり、実世界のイメージングへの影響を制限している。 本稿では、散乱過程を反転させることなく、複雑な媒体を介して画像を送信する量子エンタングルメントに基づくアプローチを提案する。 この方法は、複数の測定基地間での光子相関の保存という、量子絡み合いの基本的な性質を利用する。 散乱層によって誘導される光学障害を調整して1つの基底にアクセスすることにより、媒体の後方に隠された任意の物体の絡み合った画像が出力時に偶然検出されて再構成される。 対照的に、同じ条件下での古典的イメージングは失敗し、オブジェクト情報を持たないスペックルパターンのみを生成する。 我々の研究は、単純な光学的相関を超えた量子絡み合いのユニークな性質を活用することによって、複雑な媒体を通したイメージングに根本的に新しいアプローチを導入している。 これにより、挑戦的な環境で量子化されたイメージングと通信のための新たな道が開かれる。

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