鬼成像技术

简介作为爱因斯坦-波多尔斯基-罗森( EPR) 佯谬争端的一个结论，纠缠光子对的空间非定域特性得到了广泛的认同。这种奇特的性质引发了与量子信息相关的研究。1993 年巴西科学家通过实验发现，采用纠缠热光源，通过符合计数，能使原本由于退相干而消失的杨氏干涉条纹，重新呈现在包含杨氏双缝的光路上；而稍早，俄国科学家采用同样的手段，使得物体的边缘衍射条纹，呈现在并不包含物体的光路上 。此后，有关非局域量子成像的研究迅速开展起来。“非局域”，指通过一定的手段,使像在并不包含物体的光路上生成；因此这种成像的方式也叫“鬼成像”。

鬼成像技术就是让一台高分辨率照相机为一个它本身并不能看到的物体成像。[1]它使用两个传感器：一个对着一个光源，另一个对着这一物体。这两个传感器对着不同方向。

技术原理曾一度认为，只有基于纠缠态双光子的纠缠光源，才能实现鬼成像；但近年来的研究表明，经典热光场也能实现这一过程。从经典统计光学入手，建立了热光场的数值模型，模拟符合热光特性的光场变化、光场传播、以及物体透射函数对热光场的调制，进而从光强度起伏的关联函数中，分别重现振幅型物体和纯相位型物体的傅里叶变换图像；通过与真实实验结果的对比，表明基于统计光学原理的该数值模型所预测的实验结果，与真实的实验结果完全一致，这表明，基于统计光学的无透镜鬼成像亦可以实现。

计算机程序会比较从物体和光源得到的不同图像，并进行合成。这会产生一个“鬼像”，即这一物体的一张黑白或彩色照片。早期的“鬼像”是轮廓像，但目前的“鬼像”已较为逼真。 陆军研究实验所的量子物理学家罗恩·迈耶斯和他的团队在陆军研究实验所的量子实验室中得到的第一张“鬼像”，是一个不透明物体的图像。 迈耶斯说：“我认为，或者说我希望，若干年后，会出现这样的情景：一名军人使用一台量子鬼成像机，透过战场上的硝烟，辨清敌友。”量子鬼成像技术可以使用几乎任何光源———荧光灯泡、激光甚至太阳，能避免云、雾和烟等使常规成像技术无能为力的气象条件的干扰，从而获得更为清晰的图像。

应用迈耶斯表示鬼成像技术在军事领域还有其他应用。鬼成像传感器也许可以使直升机或无人机获得能评估投下的炸弹所造成的破坏程度的图像。在医学领域和搜救行动中，也能利用这种成像技术。即可以采用非相干X射线源，来实现以往只能利用相干X射线才能完成的、具有纳米分辨率的衍射成像[2]。