Defienne等研究人员开发了一个分析模型，它涉及由图像传感器执行的强度相关测量与照射它的光子对的特性相关联。研究人员使用有效的单光子计数相机、线性电子倍增电荷耦合器件相机和标准CCD相机的实验证实了该模型。结果利用常规探测器打开量子光学传感领域。由于它可以在室温下表现出量子特性，光是研究量子力学及其在量子计算、通信和成像中的应用最有前景的平台之一。光子对是最简单的系统，在所有的自由度中都显示出真正的量子纠缠：空间、光谱和偏振。演示的范围从具有偏振纠缠光子的贝尔不等式的基本测试到发展出的新成像技术。光子之间的空间纠缠是特别有吸引力的，因为它的自然高维结构保证了强大的信息处理算法和安全的密码协议。同时，利用自发参量下转换（SPDC）实现了对大量空间位置纠缠的光子对，在高维希尔伯特空间中纠缠光子态的完全表征仍然是一项具有挑战性的任务。事实上，该过程需要在所有可能位置之间的强度相关测量，并且其效率强烈地依赖于检测系统的特性。

图1 检测体系结构示意图。

光强相关是一种用于成像技术的光学测量，如闪烁成像和鬼影成像，以及在一些表征过程中，如动态光散射和荧光相关光谱。在量子光学中，强度相关测量被用来测量相干光子之间的相干度。该检测装置通常涉及连接到电子相干计数电路的单光子敏感器件。所需测量的数量与相关光子的数量和光学模式的数目都成比例。典型地，用两个雪崩光电二极管（APD）进行空间纠缠光子对的相干测量，这些雪崩光电二极管（APD）在不同位置上光栅扫描。由于由常规SPDC源产生的对可能被纠缠在非常大量的空间模式中，所以这种光栅扫描技术是非常耗时的并且不能在实践中使用。如图1所示是检测体系结构示意图（a）纯光子对状态照明（b）图像传感器，（c）在输出端返回两种图像。在输入处的光子对的分布由联合概率分布决定，其中I和J是传感器的两个像素。在曝光时间，光子到达（B1）光敏屏，并以概率ε转换成光电子。每个像素中的光电子被（B2）放大并在读出过程中转换成可测量的信号。（C1）在每次采集之后由检测器返回直接图像和（C2）相关图像。图2显示了用标准CCD相机进行纠缠表征。使用标准CCD相机的平均强度图像（a）和Γ的和坐标投影（b）。在和坐标投影的中心处的强度相关峰是由一对生成过程中动量守恒所施加的光子之间强烈的反光关系的清晰特征。作为比较，使用EMCCD相机测量增益强度为G? 1000的平均强度图像（C）与和坐标投影（D）。在这两种情况下总共获得83 160幅图像。标准摄像机（室温，20°C）不能维持温度，但保持在EMCCD（-60°），（GL/S为每秒灰度级）。

图2 用标准CCD相机进行纠缠表征

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