量子關聯成像技術發展

趙剡+李高亮++楊照華

趙剡， 北京航空航天大學儀器科學與光電工程學院教授、 博士生導師， 長期從事導航與制導專業的教學與科研工作。 研究領域為衛星導航與成像制導、 慣性技術及組合導航。 主持完成973子課題、 863子課題、 國家自然科學基金、 國防裝備預研基金等項目20余項， 發表學術論文160余篇， 先后獲部級科技進步獎3項。

摘要： 介紹了量子關聯成像的概念和發展歷史， 重點論述了量子關聯成像技術三個重要發展階段： 量子糾纏成像理論、 熱光關聯成像理論、 計算關聯成像理論。 闡述了關聯成像的優勢， 分析了量子關聯成像方法國內外的研究現狀， 討論了量子關聯成像存在的問題以及未來的發展趨勢。

關鍵詞： 量子關聯成像； 鬼成像； 非定域； 壓縮感知中圖分類號： TJ760.1； O431.2文獻標識碼： A文章編號： 1673-5048（2017）05-0003-080引言

量子關聯成像， 又稱為鬼成像或符合成像， 是近三十年來量子光學領域研究的熱點之一。 自20世紀90年代被發現以來[1-5]， 因其具有高分辨率、 非局域性、 抗干擾性強的特點引起了極大的關注， 在生命科學、 信息技術和國防裝備研制領域有著潛在的應用前景。

人類獲取的信息， 90%源于視覺， 即物體本身發出的或反射的光在眼球中視網膜上的成像。 圖像使人們對事物的認知理解更加直觀， 對人類的重要性不言而喻， 隨著信息科技的發展， 能將光場信息進行記錄的產品如數碼相機等， 已經成為人們不可或缺的生產工具。 就成像原理來說， 傳統或經典光學成像大部分是基于透鏡成像原理。 透鏡成像的特點是能夠在像平面與物平面上的光場中建立點與點之間一一對應的關系， 通過介質對光場信息進行記錄。 光場空間一一對應關系的建立， 除了通過透鏡或透鏡組之外， 還可以由小孔或相干全息術實現。 作為量子光學的一個重要分支， 量子關聯成像是一種與經典成像截然不同的新型成像方式， 其最大特點是物像分離。 不同于傳統成像對于信號強度的直接記錄， 關聯成像是通過模擬、 控制輻射場的量子漲落、 強度、 相位等信息， 提取具有關聯性質的強度信息， 完成對物體的非局域成像。 正是由于具備這種有別于常規思維的成像特點， 關聯成像也被稱為“鬼成像”。

關聯成像的成像裝置布局與傳統的光學探測成像有所不同， 其成像結果是通過關聯計算桶（點）探測器和陣列探測器的強度信息而得到的。 其中桶探測器收集光路經過被探測物體透射或反射作用后的總光強信息， 即信號光路的信息； 陣列探測器所在的光路中不含待測物體， 收集的只是自由傳播一段距離后的光場信息， 即參考光路的

收稿日期： 2017-07-22

作者簡介： 趙剡（1956-）， 男， 山西臨汾人， 教授， 研究方向為衛星定位與導航技術、 圖像處理與成像制導技術。

引用格式： 趙剡， 李高亮， 楊照華 . 量子關聯成像技術發展[ J]. 航空兵器， 2017（ 5）： 3-10.

Zhao Yan， Li Gaoliang， Yang Zhaohua. Development of Quantum Correlation Imaging Technology[ J]. Aero Weaponry， 2017（ 5）： 3-10.（ in Chinese）信息。 關聯成像的奇特之處在于， 單獨的桶探測器測量或陣列探測器測量都不能獲得物體信息， 但通過關聯兩探測器測量的強度信息卻能夠恢復物體的信息， 并且得到的物體圖像分辨率可以突破衍射極限。 關聯成像不僅能重現物體信息， 也可以通過關聯成像方案實現關聯干涉和關聯衍射等奇特現象。 作為一種新型成像技術， 關聯成像的原理及可能的應用得到了廣泛的關注。 與傳統光學成像相比， 關聯成像具有三個主要特點：（1）具有非定域性， 可以在不包含物體的光路上成像； （2） 成像空間分辨率高， 可以突破衍射極限； （3）一定條件下， 可以消除大氣湍流和散射介質對成像的影響。 所以， 量子關聯成像在遙感、 醫學、 顯微成像， 以及彈載、 星載成像探測等方面有著潛在的應用價值。

1量子關聯成像技術發展歷程

量子關聯成像從誕生發展至今， 已經有了近三十年的發展歷史， 大致可以分為三個發展階段：第一階段（1994年至2001年）， 量子糾纏成像理論及其實驗研究， 主要注重于基本物理理論解釋； 第二階段（2002年至2008年）， 熱光關聯成像理論及其實驗研究， 逐步開始轉向應用研究； 第三階段（2008年以后）， 計算關聯成像及其實驗研究， 已經開始進行實用性探索研究。 量子關聯成像的理論和實驗基礎是關聯測量原理， 又叫符合測量原理， 其最初的想法來自著名的HBT實驗。 HBT實驗引入了光場的二階關聯函數理論和符合測量方法， 是量子光學發展歷史中的奠基性實驗。

（1） HBT實驗

如何測量恒星的角直徑一直是天文學家亟待解決的難題， 因為在地球上觀察到的恒星角直徑都非常小， 人們用望遠鏡無法直接觀測。 直到1956年， 英國曼徹斯特大學研究人員HanburyBrown和Twiss提出了使用強度干涉儀[1]， 對到兩個射電望遠鏡焦面上的光強測量值進行關聯運算， 再從關聯運算結果中獲取恒星的角直徑， 這就是著名的HBT實驗[2]。 強度干涉儀抽象原理如圖1所示。

在HanburyBrown和Twiss使用強度干涉儀測量恒星的角直徑之前， 人們常用的測量恒星角直徑的方法是使用邁克爾遜恒星干涉儀， 也就是傳統的干涉測量， 利用光場的一階相干性， 即光場的相位相干來測量恒星的角直徑。 而HanburyBrown和Twiss使用的強度干涉儀是利用光場的二階相干性， 即光場強度相干來測量恒星的角直徑， 從基本原理上來說兩者是完全不同的。endprint

圖1強度干涉儀原理

Fig.1Principle of intensity interferometer

與邁克爾遜恒星干涉儀相比， HBT強度干涉儀有以下的優點： HBT強度干涉儀探測的是強度的關聯， 光程差對測量結果影響很小， 因此HBT強度干涉儀不易受到空氣中大氣擾動的影響[3]。 更重要的是HBT實驗提供了一種新的強度關聯測量方法， 為以后量子關聯成像的發展做出了不可磨滅的貢獻。

（2） 量子糾纏成像

航空兵器2017年第5期趙剡， 等： 量子關聯成像技術發展HBT實驗的出現提供了一種新的強度關聯測量方法， 這種強度關聯測量方法己經拓展到非常廣泛的研究領域， 許多科學領域中都能發現這種二階關聯方法的應用實例。 由于近幾十年來激光產業的飛速發展， 使科研人員在實驗室中研究光的量子特性逐漸成為可能， 量子糾纏便是科研人員研究的熱點之一。 量子糾纏是指： 兩個糾纏雙光子對的變化始終保持著特有的關聯性。 最早的量子關聯成像實驗便是使用量子糾纏光源完成的。

1988年， 前蘇聯Klyshko等人首次在理論上提出了利用糾纏光子對實現雙光子關聯成像的方案[4]。 1994年， 巴西Ribeiro等人利用100 mW的氫離子激光泵浦LiIO3晶體產生糾纏光子對， 通過符合測量完成了非相干光的楊氏雙縫干涉實驗[5]。 同年， 美國馬里蘭大學Shih等人也通過激光泵浦非線性BBO晶體進行參量下轉換獲得了糾纏光源， 完成了基于雙光子糾纏源的量子成像和量子干涉實驗[6-7]。 量子關聯成像是一種間接的圖像重構成像方式， 體現了成像的非定域性。

隨后Strekalov等人又利用糾纏光源實現了量子干涉和量子衍射實驗[8]。 1999年， 巴西Fonseca等人利用自發參量下轉換產生的糾纏雙光子， 首次在量子成像架構下觀察到了雙縫的亞波長干涉效應[9]。 亞波長干涉效應指的是通過符合測量得到的干涉條紋間距變成了傳統干涉條紋間距的一半， 相當于實現了超分辨探測， 這也是量子關聯成像可以實現超分辨成像的重要依據之一。

2000年， 英國Boto等人提出了多光子量子糾纏成像方案， 理論上可以提高量子關聯成像的分辨率[10]。 同年， 美國Abouraddy等人首次實現了純相位物體的量子糾纏成像[11]， 也間接證明了量子糾纏成像技術可以應用于復雜物體。 隨著基于糾纏光源的量子關聯成像研究趨于成熟， 近些年相關工作主要集中在多光子糾纏源量子成像理論計算[12]和糾纏光源量子成像分辨率分析[13]等。

盡管量子糾纏成像已經被證明具有非定域性和空間分辨率高等優點， 但由于量子糾纏光源制備裝置復雜， 制備的光源強度較弱， 制備時間較長， 還難以投入實際的應用， 所以科研人員在想能否找到其他的光源來替代量子糾纏， 光源實現量子關聯成像。

（3） 熱光關聯成像

量子關聯成像早期的實驗都是利用量子糾纏光源實現的， 那么科研人員很自然的考慮到： 生活中的普通熱光源能否實現關聯成像？ 為此人們進行了激烈的爭論， 許多研究人員都認為量子糾纏特性是實現關聯成像的必要條件。 直到2002年， 美國羅切斯特大學Bennink等人模擬產生隨機非相干的模擬糾纏光， 以量子糾纏成像的實驗方案， 實現了基于模擬糾纏光的關聯成像[14]。 隨后的熱光源一般都是使用激光器照射旋轉的毛玻璃產生， 這里稱之為贗熱光源。

2004年， 上海光機所Cheng Jing等人研究了非相干光的無透鏡關聯成像原理[15]， 無透鏡成像特性使得關聯成像技術可以用于太赫茲或X射線成像等對成像透鏡要求較高的成像系統。 2005年， 中科院物理所Zhang Da等人使用空心陰極燈作為真實熱光源完成了基于真熱光源的關聯成像實驗[16-17]， 證實了使用生活中的真實光源也可以實現關聯成像。 同年， 北京師范大學Xiong Jun等人在實驗中觀察到了經典熱光源的亞波長干涉現象[18]， 證明經典光源也可以實現亞波長干涉， 也可以做到超分辨。 2007年， Zhang Minghui等人實現了基于贗熱光源的純相位物體無透鏡傅里葉變換關聯成像， 即強度關聯干涉[19]。 2013年， Liu Xuefeng等人首次實現了基于太陽光源的關聯成像實驗[20]。 太陽光作為日常生活中最常見的光源， 研究基于太陽光的關聯成像具有非常重要的意義。 盡管實驗結果的對比度較低， 但還是以太陽光作為光源實現了關聯成像， 大大提高了關聯成像的實用價值。

基于經典熱光源的關聯成像在實驗上己經得到實現， 證實了關聯成像并不是量子理論所獨有的性質， 經典的光學理論也可以解釋關聯成像。

（4） 計算關聯成像

使用經典熱光源進行關聯成像， 克服了糾纏光源制備困難的缺點， 為關聯成像向著實際應用的方向發展奠定了基礎。 但由于關聯成像仍需要兩路光路的測量結果進行關聯測量， 光路較為復雜， 直到計算關聯成像的提出才有效解決了這一問題。

2008年， 美國麻省理工學院Shapiro首次提出計算關聯成像理論， 指出了關聯成像中參考臂信息實際上可以通過對光場的計算得出， 因此并不一定需要參考光和參考探測器[21]， 該理論簡化了關聯成像光路， 推動了關聯成像的實用性進步。 2009年， 以色列Bromberg等人在實驗中用空間光調制器（Spatial Light Modulator， SLM）證明了計算關聯成像的可行性， 并指出在一定條件下該方法可以用來恢復相位物體的信息[22]。

計算關聯成像的本質是使用計算機控制的空間光調制器來產生隨機熱光場。 由于空間光調制器的相位調制方法是人為控制的， 即加載到空間光調制器中的數據是已知的， 那么實驗中參考臂的測量值是可以理論計算出來的， 在傳統贗熱光場關聯成像中放置的點探測器在實驗中可以略去， 即只需要使用一個無空間分辨能力的桶探測器收集物體的總光強信號， 將桶探測器的總光強信號和加載到空間光調制器中的數據進行關聯運算， 就可完成最終的成像。endprint

2013年， Hardy等人在理論上提出了基于計算關聯成像的三維關聯成像[23]。 隨后， 英國格拉斯哥大學Sun等人用不同位置上的三個光電探測器實現了對物體的三維關聯成像[24-25]。 計算關聯成像的提出相對于傳統的使用分束器的雙光臂熱光關聯成像， 實驗光路更為簡單， 其實用性越來越凸顯， 進一步推動了關聯成像的實用性進步。

縱觀量子關聯成像技術的發展現狀可以發現， 量子關聯成像的研究經歷了從糾纏光關聯成像、 （贗）熱光關聯成像到計算關聯成像。 其中， 量子糾纏光關聯成像和熱光關聯成像的成像光路相同， 但是量子糾纏光關聯成像需要糾纏雙光子。 量子糾纏關聯成像中糾纏雙光子的制備困難， 因其靈敏度高， 極易受到外界雜散光的干擾， 從而導致關聯成像質量的下降； （贗）熱光關聯成像的光源容易獲得， 光源的大小和距離決定著光場的橫向相干面積。 高分辨率的熱光關聯成像是通過減小光場的橫向相干面積來實現的， 這樣必然造成圖像的信噪比降低； 而計算關聯成像的特點是光源可由空間光調制器或數字微鏡陣列（Digital Micromirror Device， DMD）調制產生強度漲落光場， 人為可以設置光源光場的調制方式。 由于調制方式已知， 則無需探測器測量調制的分布情況， 所以計算關聯成像光路相比熱光的簡單。 但是空間光調制器投射到物體上的光場會發生變換， 不能完全模擬參考臂的光場， 會給關聯成像帶來大量噪聲。 因此， 研究高性能的量子關聯成像方法顯得尤為重要。

2量子關聯成像方法研究現狀

雖然量子關聯成像有著探測靈敏度高、 分辨率高等獨特的優勢和特點， 但存在的問題也不容忽視： 首先， 熱光關聯成像的圖像質量差， 體現在圖像信噪比低； 其次， 高分辨率的關聯成像需要大量的采樣數據及運算。 這些不足嚴重阻礙了關聯成像的實用化進程， 如何解決這些問題成為關聯成像的研究重點。 隨后， 大量的工作都投入到如何提高量子關聯成像的成像質量和量子關聯成像速度等研究中[26-27]。

目前， 量子關聯成像系統方案的研究已經有了很多成果。 2004年， 浙江大學Cai Yangjian等人研究了光源的橫向尺度和橫向相干長度對關聯成像可見度的影響， 得出了減小光源的大小、 增加光源的橫向相干長度可以提高成像可見度的結論[28]。 2008年， Cao Dezhong等人首次提出了高階強度關聯成像理論， 并對成像結果的對比度和分辨率進行了分析[29]。 2009年， 中科院物理所Chen等人實現了基于贗熱光的高階強度關聯成像實驗[30]， 提出可以通過提高關聯階數來提高關聯成像對比度。 2010年， Chan等人提出了提高關聯成像的階數并減少背景噪聲的關聯成像優化方法[31]。 意大利的OSullivan等人從理論和實驗上分析了參考光路和信號光路兩臂長度不等對關聯成像的影響， 并得出如果參考光路和信號光路的長度不同會影響成像的對比度和分辨率的結論[32]。 2011年， 北京航空航天大學曹彬利用非相干近紅外光源實現了強度關聯成像[33]， 完成了基于近紅外光源的熱光關聯成像實驗。 2013年， 新聞報道了上海光機所韓申生等人搭建了國際上第一臺激光三維強度關聯成像工程原理樣機。 2015年， Zhang Dejian等人從理論上分析了在信號光路和參考光路上可以使用兩個波長不同的光來實現關聯成像的方案[34]。 2016年， 北京航天控制儀器研究所搭建了基于Walsh-Hadamard變換的單像素成像工程原理樣機， 并且在距離500～5 000 m之間進行了成像實驗驗證[35]。

此外， 為了提高關聯成像的成像質量， 研究人員對關聯算法也進行了深入的研究。 2010年， 意大利Ferri等人提出了差分關聯成像方法， 與傳統關聯成像方法相比， 可以有效地提高熱光二階強度關聯成像的信噪比， 降低圖像的背景噪聲， 成像的信噪比依賴目標物體的透過率相對方差[36]。 2012年， 英國格拉斯哥大學Sun等人提出歸一化關聯成像， 該方法將透射率與其加權平均之差的絕對值作為參考探測漲落的因子 [37]， 可以獲得與差分關聯成像相當的性能。

中科院物理所Wu Lingan等人通過理論與實驗研究， 提出一種關聯成像方案， 稱之為對應成像[38-40]。 這種方案將物臂桶探測器信號的系綜均值作為選擇條件， 將高于和低于均值的桶探測信號分成兩部分， 同時將對應的參考臂的點探測器的信號也分為對應的兩部分， 僅利用物臂與參考臂的部分信號， 就能完整地恢復出原始物體的正像或負像， 無需進行關聯運算， 大大提高了成像速度。 這種成像方法的優點是成像方法極其簡單， 可以減少關聯成像系統的采樣數量， 從而提高成像效率， 但是對應成像的信噪比相對較低。 隨后， Yu Wenkai等人提出了基于Pearson相關系數的關聯成像， 通過計算桶探測器值的強弱變化與參考幀某個像素上的明暗變化之間的皮爾遜相關系數， 以此估計到參考幀下一個像素， 最終實現關聯成像。 該理論不僅可以提高圖像質量， 同時還在理論上提供了這兩種成像現象的統計學解釋[41-42]。

北京航空航天大學Sun Mingjie等人在對應成像的基礎上提出了一種正負對應關聯成像方法[43-44]， 該方法不僅將目標物體探測值作為對應選擇條件， 同時引入參考探測器值作為條件來選擇參考測量矩陣， 然后正像減去負像。 與直接關聯成像相比， 該方法可以將關聯的信噪比提高60%。 但是該方法仍然需要大量的實驗數據量。

而Li Mingfei等人提出了時間對應差分關聯成像方法[45]， 該方法結合了一般對應成像與差分關聯成像的優勢， 并且通過系綜平均和相減的操作得到目標物體的差分像， 這樣就有效減少了關聯成像所需的數據量。 隨后對該方法進行改進， 又提出雙閾值快速時間對應關聯成像[46]， 采用兩個光電探測器作為桶探測器， 提前探測并計算光場的差分強度漲落系綜平均值， 然后通過設置閾值采樣滿足條件的參考光路光場分布。 該成像方法具有一定魯棒性， 同時在采樣矩陣及其數據計算量較低的情況下， 仍然能有較好的關聯成像效果。 2016年， 李明飛等人又提出了基于WalshHadamard變換的單像素成像方案[35]， Hadamard矩陣被當作測量矩陣， 利用其平均值不變且具有正交歸一化的特性來提高圖像信噪比。endprint

另一方面， 在信息處理領域， 陶哲軒等人提出了壓縮感知理論（Compressive Sensing， CS）， 該理論能夠用低于奈奎斯特極限采樣的數據完成對物體的重構[47-48]。 壓縮感知理論要求原始信號是稀疏的， 而強度關聯成像中的參考光場是服從高斯分布的稀疏隨機矩陣， 所以， 強度關聯成像的圖像重構與壓縮感知的信息獲取方式在本質上是相通的。 由于能夠將壓縮和采樣同時進行， 這也是被稱為壓縮感知的原因。 2009年， Katz等人首先將壓縮感知理論引入熱光關聯成像系統， 大大減少了測量次數， 提高了成像速度[49]。 隨后， 越來越多的研究人員將壓縮感知技術應用于關聯成像[49-54]。 2012年， Aβmann等人將壓縮感知與關聯成像技術相結合應用于雷達探測， 使用該技術能夠大大提高成像質量[54]。 2014年， Dai Huidong等人提出基于擴展的小波樹的自適應壓縮成像， 較大地減少了成像時間， 為降低壓縮感知解算時間提供了新的思路[55-56]。 2017年， Xue Changbin等人提出了一種互補壓縮成像與閾值策略相結合的提高關聯成像質量的方法[57]。 通過設置閾值降低探測器的采樣次數， 最佳閾值的選取可以利用較少的采樣次數獲取較高質量的圖像。 這種新方法為單像素相機的實際應用提供了有效參考。

綜上， 無論是量子糾纏的關聯成像還是熱光的關聯成像， 成像結果的優劣決定著關聯成像作為一種新技術在未來是否能夠真正由學術研究水平走向工程應用。 通過大量文獻的梳理可見， 量子關聯成像方案改進和高性能關聯成像方法研究是提高圖像質量的有效途徑， 其中， 關聯成像方法是影響成像結果的關鍵因素。 與傳統的直接關聯成像方法相比， 研究人員提出的差分關聯成像方法、 對應成像、 壓縮感知圖像重構等新的成像方法將重構圖像的性能提高了很多。 其中， 對應成像更是在保證圖像質量的前提下減小了關聯成像計算的復雜度。 但是量子關聯成像仍然存在大量背景噪聲， 成像時間受到限制， 無法達到實際工程應用的水平。

3量子關聯成像發展趨勢

目前， 隨著量子概念的逐漸深入， 量子通訊、 量子關聯成像、 量子計算、 量子傳感器等成為當今學術界關注的熱點。 其中， 量子關聯成像作為量子科技的重要分支之一， 已經由實驗室研究逐步走向實際應用， 并且朝著高速高質量的成像發展。 隨著量子關聯成像技術不斷發展， 人們對其提出了更高的要求， 更加重視如何將其應用在實際的系統中為人類服務， 這也是今后量子關聯成像技術發展的趨勢和探索研究的領域。 但是， 目前量子關聯成像的質量和時間都無法滿足實際應用需求， 仍然有一些關鍵問題亟待解決。 主要有以下幾個方面：

（1） 由于探測器的量子效率較低、 探測環境周圍雜散光、 光源大小、 調制光場的變換等因素， 導致量子關聯成像所重構圖像的質量低， 所以如何有效改進量子關聯成像重構方法、 抑制測量噪聲、 提高圖像的質量是當前量子關聯成像需要解決的關鍵問題。 當然， 一些學者也提出了漲落關聯成像、 差分關聯成像、 歸一化關聯成像、 時間對應的差分關聯成像等經典的關聯成像方法， 也有學者利用控制光源漲落、 提高關聯階數等方法提高量子關聯成像的質量， 為關聯成像的研究奠定了堅實的理論基礎。 但是， 現有的量子關聯成像方法重構的圖像質量仍然有限， 存在大量背景噪聲， 且成像質量依賴于桶探測器和參考探測器的采樣次數。 因此， 未來可以從信息論的角度， 分析成像器件、 傳播空間、 成像算法等環節對量子關聯成像結果帶來的誤差， 針對不同的誤差源分別建立去除噪聲的模型來減小量子關聯成像的噪聲； 同時， 通過提出高信噪比的量子關聯成像方法、 優化現有的量子關聯成像方案等提高量子關聯成像的質量。

（2） 量子關聯成像一般采取主動式光源方案。 計算關聯成像主動光源一般對應著光場漲落的調制。 對于大矩陣的光場調制一直是限制計算關聯成像速度的關鍵問題。 也可以說， 光源強度漲落的變換速度決定了計算關聯成像的速度。 而熱光的關聯成像速度受陣列探測器限制。 就目前而言， 量子關聯成像速度最大的瓶頸是系統光路的優化和算法的進一步改進， 減少關聯成像所需的采樣次數， 提高強度漲落變換的快速性。 隨著計算機技術和光電子工藝的發展， 量子關聯成像光場的調制和采樣速度有了一定提高； 同時， 快速的關聯成像算法和系統方案多種多樣， 成像速度也在不斷提高， 目前成像速度在秒的量級。 但是， 這樣的成像速度無法與多數傳統的面陣成像探測器相比， 更無法滿足成像探測的實際工程應用。 因此， 研究快速的量子關聯成像技術是必然趨勢。 未來可以通過研究并行快速的數據采集、 處理方法、 高效的關聯成像方法、 稀疏的調制矩陣等方式來提高成像速度。

4結論

量子關聯成像發展二十多年以來， 受到了越來越多的關注。 由于關聯成像具有高靈敏、 超分辨、 抗干擾等特點， 且具有只需要一個沒有空間分辨能力的點探測器便可成像的優勢， 所以， 其在遙感、 醫學、 顯微成像， 以及彈載、 星載成像探測等方面有著潛在的應用價值。 在國外， 量子關聯成像的研究比較早， 尤其在三維、 全彩色等量子關聯成像技術處于領先水平。 在國內的量子關聯成像領域， 已經研制了熱光關聯成像的原理樣機， 技術成熟度不斷提高。 隨著量子關聯成像技術在成像質量、 實時性與魯棒性等方面的不斷提高與發展， 其必將成為未來成像探測領域中一個重要的發展方向， 具有廣闊的應用前景。

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Development of Quantum Correlation Imaging Technology

Zhao Yan， Li Gaoliang， Yang Zhaohua

（School of Instrumentation Science and OptoElectronics Engineering， Beihang University， Beijing 100191， China）

Abstract： This paper introduces the concept and development history of quantum correlation imaging， focuses on three important development stages of quantum correlation imaging technology， including quantum entanglement imaging theory， thermal optical correlation imaging theory and calculation correlation imaging theory. It expounds the advantages of image correlation， analyzes the research status of quantum correlation imaging method at home and abroad， and discusses the quantum correlation imaging problems and future development trends.

Key words： quantum correlation imaging； ghost imaging； non localization； compressive sensing

收稿日期：

作者簡介： （1980-）， 男， 吉林省大安市， 高級工程師， 碩士， 研究方向：慣性導航技術。endprint