Wyniki wyszukiwania - BazTech

Ograniczanie wyników

2 Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

Znaleziono wyników: 2

Liczba wyników na stronie

Wyniki wyszukiwania

Wyszukiwano:
w słowach kluczowych: informacyjne techniki kwantowe

Sortuj według:

Ogranicz wyniki do:

Obrazowanie kwantowe

Romaniuk Ryszard S.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

2023

Vol. 64, Nr 1

15--24

Informacyjne techniki kwantowe obejmują obok komputingu kwantowego także obrazowanie kwantowe (OK). Obrazowanie kwantowe jest jednocześnie fragmentem optyki kwantowej. Podobnie do obrazowania klasycznego, obrazowanie kwantowe jest procesem który zawiera warstwę sprzętową, po stronie nadawczej i odbiorczej, i warstwę programistyczną, jak akwizycji obrazu, czyli np. oświetlenia/prześwietlenia lub nie obiektu, identyfikacji scenerii, detekcji odpowiedniego fragmentu sceny, zapisu danych, transmisji danych, przetwarzania. Większość z tych elementów procesu obrazowania może mieć charakter kwantowy. Jeśli scena jest oświetlona to światło może być nieklasyczne kwantowe, sub-Poissonowskie. Scenę można oświetlać także deterministycznymi pojedynczymi fotonami lub parą fotonów splątanych z zastosowaniem techniki fotonu zwiastowanego. Po stronie odbiorczej w obrazowaniu kwantowym można stosować fotodetektory i kamery jednofotonowe. Kwantowe dwufotonowe obrazowanie koincydencyjne tworzy obraz przez łączenie informacji z dwóch detektorów: wysokorozdzielczej matrycy CCD nie obserwującej obiektu i jednopikselowego detektora obserwującego obiekt. Para splątanych fotonów jest detekowana przez oba detektory jednocześnie. Jeden foton z pary, sygnałowy, pada na obiekt, oddziałuje z nim, i następnie jest rejestrowany przez detektor jednopikselowy. Drugi foton pary, zwiastowany, podąża inną drogą optyczną do detektora CCD. Klasyczna metoda obrazowania koincydencyjnego używa skorelowanych wiązek koherentnych bez wykorzystania splątania fotonów. Korelacyjne obrazowanie kwantowe redukuje SNR. W kwantowym obrazowaniu fluorescencyjnym, a także z zastosowaniem fali materialnej de Broglie np. z atomami He, możliwe jest obejście klasycznego ograniczenia Rayleigha-Abbego rozdzielczości obrazu optycznego tylko do 200 nm. Osiągane rozdzielczości obrazowania kwantowego są na poziomie pojedynczych nm.

Quantum information techniques include, aside from quantum computing, also quantum imaging (QI). Quantum imaging is also a part of quantum optics. Similar to classical imaging, quantum imaging is a process that includes a hardware layer, on the transmitting and receiving side, and programmatic layer like: image acquisition, i.e. lighting/trans illumination of an object, identification of the scenery, detection of the appropriate part of the scene, data recording, data transmission, processing. Most of these elements of the imaging process can be quantum in nature. If the stage is lit, the light may be non-classical quantum, sub-Poissonian. The scene can also be illuminated with deterministic single photons or a pair of entangled photons using the heralded photon technique. On the receiving side, in quantum imaging, photodetectors and single-photon cameras can be used. Quantum two-photon coincidence imaging (ghost imaging) creates an image by combining information from two detectors: a high-resolution CCD not observing the object and one-pixel detector that observes the object. A pair of entangled photons is detected by both detectors simultaneously. One photon from the pair, the signal photon, falls on the object and is then registered by a one-pixel detector. The second photon of the pair, heralded, follows a different optical path to the CCD detector. The classical method of coincidence imaging uses correlated coherent beams without the use of photon entanglement. Correlational quantum imaging reduces the SNR. In quantum fluorescence imaging, as well as using de Broglie material waves with Helium atoms, it is possible to circumvent the classic Rayleigh-Abbe limitation of the optical image resolution to 200 nm. The obtainable resolutions of quantum imaging reach the level of single nm.

Pojedynczy foton : źródła i detektory

Romaniuk Ryszard

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

2022

Vol. 63, Nr 7

27--35

Pojedynczy foton jest izolowanym elementarnym pojedynczym pobudzeniem normalnego rodzaju (modu) pola elektromagnetycznego. Drgania swobodne wewnątrz ograniczonej w pewnym zakresie wymiarowo i czasowo paczki falowej tworzą falę stojącą. W optyce kwantowej stany pojedynczego fotonu są superpozycją monochromatycznych modów promieniowania EM. Foton jako elementarny stan kwantowy fali EM emitowany probabilistycznie przez źródło podlega statystyce zależnej od tego źródła. Pojedynczy foton emitowany przez idealne źródło podlega statystyce sub-Possonowskiej, czyli jest w warunkach idealnych emitowany przez źródło o takim rozkładzie liczby fotonów którego wartość średnia wynosi jeden a wariancja zero. Źródła idealne nie istnieją, a więc emisja i detekcja pojedynczego fotonu jest prawie zawsze probabilistyczna. W przypadku emisji pojedynczego fotonu z izolowanego dwupoziomowego układu kwantowego, np. atomu mówimy o emisji deterministycznej. Emitowany pojedynczy foton niesie sygnatury swojego źródła w postaci różnic spektralnych, oraz modu fali EM, czystości/jakości, kształtu obwiedni paczki falowej. Obwiednia falowa pojedynczego fotonu jest rozciągła w przestrzeni i zmienna, charakterystyczna dla niego. Mówimy, że foton jest lub rezyduje w rodzaju (modzie) pola EM - przestrzennym, fali ciągłej, impulsowym trybie czasowym. Moment kwantowej detekcji fotonu może być zależny od detektora, czyli rodzaju kwantowego absorbera w detektorze, który w określony sposób zareaguje na mod fali EM fotonu. Pojedyncze izolowane fotony, jako nośniki informacji kwantowej, w układzie sygnałowym pojedynczym, ale też szeregowym i równoległym, mierzone pod względem nierozróżnialności metodą HOM, oraz ich w miarę deterministyczne (lub na żądanie) źródła i detektory są obecnie niezastąpionymi komponentami rozwijających się informacyjnych technik kwantowych ITK. Te techniki obejmują metrologię kwantową, komputing kwantowy, obrazowanie kwantowe, komunikację kwantową, generację przypadkowości kwantowej, niskoszumną i niskosygnałową detekcję sygnałów.

A single photon is an isolated elementary single excitation of a normal type (mode) of an electromagnetic field. The free vibrations inside the wave packet, which is limited to a certain extent in terms of dimensions and time, create a standing wave. In quantum optics, single photon states are a superposition of monochromatic EM radiation modes. A photon as an elementary quantum state of an EM wave emitted probabilistically by a source is subject to statistics depending on this source. A single photon emitted by an ideal source is subject to sub-Poissonian statistics, i.e. it is ideally emitted by a source with such a distribution of the number of photons whose mean value is one and the variance is zero. Ideal sources do not exist, so the emission and detection of a single photon is almost always probabilistic. In the case of a single photon emission from an isolated two-level quantum system, e.g. an atom, we speak of a deterministic emission. The emitted single photon carries the signatures of its source in the form of spectral differences, and the EM wave mode, purity / quality, shape of the wave packet envelope, or waveform . The waveform of a single photon is extended in space and is a variable characteristic of it. We say that the photon is or resides in the EM field mode - spatial, continuous wave, pulsed time mode. The moment of quantum detection of a photon may depend on the detector, i.e. the type of quantum absorber in the detector, which will react in a specific way to the photon EM wave mode. Single isolated photons as carriers of quantum information in a single, serial and parallel signal system, measured in terms of indistinguishability by the HOM method, and their relatively deterministic (or on demand) sources and detectors are nowadays indispensable components of the developing IQT information quantum techniques. These techniques include quantum metrology, quantum computing, quantum imaging, quantum communication, quantum randomness generation, quantum low noise and low signal detection.