مقالات حوزه ارتباطات امن
شبح نگاری کوانتومی

شبح نگاری کوانتومی

سیستم های تصویربرداری کوانتومی به عنوان یکی از بارزترین کاربردهای دانش کوانتومی در فنآوری روز دنیا مورد توجه بسیار هستند. سیستم تصویربرداری شبح نگاری کوانتومی، که به نام تصویربرداری دو فوتونی یا تصویربرداری همبسته فوتونی نیز شناخته می شود، برای اولین بار در دهه 1990 به کار گرفته شد.

 در مدت زمانی کوتاه و با توجه به این واقعیت که اثری بسیار غیرملموس و مغایر با درک روزمره ارائه می کرد، این روش توجه وسیعی را به سوی خود جلب نمود. در حقیقت در این روش تصویر تنها با پایش همبستگی بین دو باریکه نوری شکل می گیرد. این در حالی است که هیچ یک از این دو باریکه به تنهایی قادر به شکل دهی تصویر نیستند. این کار با استفاده همبستگی های غیرجایگزیده موجود در سیستم جفت فوتون های درهم تنیده به انجام می رسد. در این روش، یک فوتون جسم را روبش کرده و توسط آشکارسازی که قدرت تفکیک پذیری فضایی قابل توجهی ندارد شناسایی می شود و این در حالی است که فوتون دوم با جسم هیچگونه برهم کنشی ندارد. اطلاعات هیچ یک از آشکارسازها به تنهایی برای تهیه تصویر کافی نیست اما تصویر را می توان با پایش شمارش هم زمان بین دو آشکارساز بازسازی کرد. 
تصویربرداری شبح نگاری کوانتومی مزایای بسیاری دارد. مزیت و ویژگی مهم این روش در امکان استفاده از دو باریکه با بسامد متفاوت در آن برای تصویربرداری است، به طوری که جسم را می توان با یک طول موج کاوش نمود اما تصویر را در طول موج متفاوتی به دست آورد. با استفاده از این شرایط، تصاویر مادون قرمز با استفاده از آشکارسازهای نور مرئی به دست آمده است. به شکلی معادل می توان تصاویر وضوح بالایی را با استفاده از آشکارسازهای ارزان قیمت و قابل تعمیم و تغییر در محیط های خطرناک و یا محیط هایی که دسترسی به آن ها دشوار است (مانند داخل بدن انسان و یا محیط های شامل تابش های هسته ای) به دست آورد، در حالی که دوربین های گران قیمت با کیفیت تر را در شرایط ایمن محیط آزمایشگاهی مورد استفاده قرار داد. همچنین نشان داده شده است که تصویربرداری شبح نگاری کوانتومی می تواند نمایانی ها و نسبت های علامت به نوفه بالاتری را نسبت به سیستم های تصویربرداری معمول برجای گذارد. به طور خاص، یک باریکه ی آشکارسازی شده را می توان برای مشخصه یابی افت و خیز تعداد فوتون ها در باریکه مورد استفاده برای نوردهی مورد استفاده قرار داد. این افت و خیزها را می توان در ادامه از تصویری که توسط باریکه دیگر ایجاد شده کم کرد تا کیفیت تصویربرداری را فراتر از حد کوانتومی استاندارد برای تصاویر با کیفیت پائین بهبود بخشید.
 
بيشتر