迈向量子三维成像器件：Qu3D项目
量子物理
2021-06-16 v1 应用物理
光学
摘要
我们回顾了面向量子全光相机的设计与实现的研究进展，这是一种 radically 新颖的3D成像器件，它利用动量-位置纠缠和光子数关联，提供全光器件典型的重聚焦与超快、无扫描3D成像能力，以及标准全光相机无法达到的显著增强性能：衍射极限分辨率、大景深和超低噪声。为了将体分辨率进一步提升至瑞利衍射极限之外并实现量子极限，我们还基于量子Fisher信息开发专用协议。然而，为使所提议器件的量子优势有效并吸引终端用户，需解决两个主要挑战。第一，由于关联测量需要提供可接受SNR所需的大量帧，若采用市售高分辨率相机实现，量子全光成像所需的采集时间将从数十秒到几分钟不等。第二，为恢复3D图像或重聚焦2D图像而处理这大量数据，需要高性能且耗时的计算。为应对这些挑战，我们正在开发高分辨率SPAD阵列与超快电子学的高性能底层编程，并结合压缩感知与量子层析算法，旨在将采集与处理时间均降低两个数量级。还将讨论QPI器件走向应用的路径。
引用
@article{arxiv.2106.07826,
title = {Towards quantum 3D imaging devices: the Qu3D project},
author = {Cristoforo Abbattista and Leonardo Amoruso and Samuel Burri and Edoardo Charbon and Francesco Di Lena and Augusto Garuccio and Davide Giannella and Zdenek Hradil and Michele Iacobellis and Gianlorenzo Massaro and Paul Mos and Libor Motka and Martin Paur and Francesco V. Pepe and Michal Peterek and Isabella Petrelli and Jaroslav Rehacek and Francesca Santoro and Francesco Scattarella and Arin Ulku and Sergii Vasiukov and Michael Wayne and Milena D'Angelo and Claudio Bruschini and Maria Ieronymaki and Bohumil Stoklasa},
journal= {arXiv preprint arXiv:2106.07826},
year = {2021}
}
备注
14 pages, 6 figures