[发明专利]基于单光子成像器件的光子级空间映射关联性测量方法

权利要求书

1.一种基于单光子成像器件的光子级空间映射关联性测量方法，其特征在于，通过探测器件将量子在目标空间的量子态转化为光子的位置变量，将目标空间变量的关联转换为位置空间变量的关联，时间领域内，通过探测器件按照时间顺序逐帧拍摄并以时间间隔划分，将划分内时间上的关联事件记录在关联矩阵中，构造出时间领域的关联矩阵；位置领域内，利用探测器件得到光子的空间位置关联，间接实现目标空间变量的时间相关关联测量及非时间相关关联测量；

所述的目标空间是指：待测量子特性所处的希尔伯特空间；

所述的位置空间是指：经转换系统转换后的光子位置所构成的希尔伯特空间；当探测器件得到的每帧数据照片里光子的位置为连续形式时，在数据分析过程中将连续点分成若干个相等长度的片段，在后期数据处理阶段需要恢复光子的位置固有的连续性以避免数据的连续性遭到破坏；该固有的连续性，采用二维傅里叶滤波进行恢复，具体为：对关联矩阵进行二维傅立叶变换，得到包含中央直流峰值、中央水平线、中央竖直线的频域结果，然后通过过滤窗口过滤得到中央直流峰值，再对中央直流峰值进行二维傅立叶逆变换，即得到连续的关联矩阵；

所述的探测器件为增强型单光子成像装置，能够在屏幕上探测到单个光子，从而探测到每个光子所在的位置；

所述的空间位置是指：探测器件得到的每帧数据照片里光子的位置，该位置包括离散形式和连续形式，具体为：当所需探测的光子是从离散的出口出射，或由离散的目标变量映射而来，则为离散形式；当所需探测的光子是从连续的出口出射，或由连续的目标变量映射而来，则为连续形式；

所述的时间相关关联测量是指：在同一帧照片内，所有的光子来源于激光的同一束脉冲，当设置成像系统的增益门宽或曝光时间短于脉冲激光的脉冲时间，并选取合适的触发延时时间，则入射进入同一帧的光子就来自于同一束脉冲，实现时间相关的效果；

所述的非时间相关关联测量是指：在同一帧照片内，当光子来源于不同束激光脉冲，通过设置成像系统的增益门宽或曝光时间远远大于脉冲激光的脉冲时间，则入射进同一帧照片的各个光子就具有极大的概率来自于不同脉冲，实现非时间相关的效果。

2.一种实现权利要求1所述方法的系统，其特征在于，包括：待测空间位置关联特性确定模块、空间映射模块、位置空间信息模块、单光子成像模块以及空间-时间关联分析模块，其中：待测空间关联特性确定后，空间映射模块将待测空间关联特性映射到位置空间信息模块，并被单光子成像模块探测接收，最终由空间-时间关联分析模块给岀最终的量子关联信息。