KR102531678B1 - 비대칭 이중 모드 압축 광 생성 장치를 이용한 양자 고스트 이미징 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

비대칭 이중 모드 압축 광 생성 장치는 진공 상태에 압축 연산을 가하여 단일 모드 진공 압축 상태의 제1 입력광을 생성하는 제1 압축 연산, 진공 상태에 압축 연산을 가하여 단일 모드 진공 압축 상태의 제2 입력광을 생성하는 제2 압축 연산, 및 상기 제1 입력광과 상기 제2 입력광의 양자 상태가 간섭되고, 상기 제1 입력광의 진행 방향으로 시그널을 출력하고 상기 제2 입력광의 진행 방향으로 아이들러를 출력하는 빔가르개를 포함하고, 상기 제1 압축 연산의 압축 정도와 상기 제2 압축 연산의 압축 정도가 서로 다르다.

Description

비대칭 이중 모드 압축 광 생성 장치를 이용한 양자 고스트 이미징 장치 및 방법{QUANTUM GHOST IMAGING DEVICE AND METHOD USING ASYMMETRIC TWO-MODE SQUEEZED LIGHT GENERATION DEVICE}
본 발명은 비대칭 이중 모드 압축 광 생성 장치, 이를 이용한 양자 고스트 이미징 장치 및 방법에 관한 것이다.
양자 고스트 이미징은 양자 상태를 이용한 이미징 방법의 한 가지이다. 양자 고스트 이미징에서는 이중 모드(two-mode) 양자 상태를 이용하며, 두 모드 사이의 상관관계를 이용하여 이미징을 하게 된다.
예를 들어, 하나의 광자를 시그널(signal)과 아이들러(idler)로 분리시킨 후 다시 두 개의 광검출기에서 하나로 취합하여 이미지를 만들 수 있다. 아이들러는 유지하고, 시그널을 피사체로 보내어서, 피시체에 반사된 시그널을 검출함과 동시에 아이들러의 위치 및 광량을 측정하여 피사체의 이미지를 재구성할 수 있다. 이때, 피사체로 간 시그널에 대해서는 위치 정보를 측정하지 않고 아이들러에서 위치를 측정함에도 불구하고 피사체의 이미지를 얻을 수 있기 때문에 고스트 이미징이라고 지칭된다.
양자 고스트 이미징은 시그널과 아이들러 사이의 상관관계를 측정할 수 있고, 이 측정값에 상관관계가 존재하지 않는 잡음에 대한 값이 영향을 미치지 않기 때문에 배경 잡음에 대해서 강한 이미징이 가능하다. 시그널과 아이들러는 양자 상관관계인 얽힘을 갖는 양자 상태이고, 이를 이중 모드 진공 압축(two-mode squeezed vacuum, TMSV)이라 한다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 이중 모드 진공 압축(TMSV)보다 질 높은 이미지를 얻을 수 있는 비대칭 이중 모드 압축 광 생성 장치, 이를 이용한 양자 고스트 이미징 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 비대칭 이중 모드 압축 광 생성 장치는 진공 상태에 압축 연산을 가하여 단일 모드 진공 압축 상태의 제1 입력광을 생성하는 제1 압축 연산, 진공 상태에 압축 연산을 가하여 단일 모드 진공 압축 상태의 제2 입력광을 생성하는 제2 압축 연산, 및 상기 제1 입력광과 상기 제2 입력광의 양자 상태가 간섭되고, 상기 제1 입력광의 진행 방향으로 시그널을 출력하고 상기 제2 입력광의 진행 방향으로 아이들러를 출력하는 빔가르개를 포함하고, 상기 제1 압축 연산의 압축 정도와 상기 제2 압축 연산의 압축 정도가 서로 다르다.
상기 제1 입력광의 위상과 상기 제2 입력광의 위상은 서로 동일할 수 있다.
상기 빔가르개는 반사:투과가 50:50인 비편광형 광분리기일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 양자 고스트 이미징 장치는 압축 정도가 서로 다른 진공 압축 상태의 제1 입력광과 제2 입력광을 입사받아 상기 제1 입력광의 진행 방향으로 시그널을 출력하고 상기 제2 입력광의 진행 방향으로 아이들러를 출력하는 빔가르개, 복수의 픽셀에 대한 위치를 특정하여 상기 아이들러를 수신하는 위치 가변 광량 검출기, 피사체에 반사된 후 입사되는 상기 시그널을 수신하는 위치 고정 광량 검출기, 및 상기 위치 고정 광량 검출기에서 측정된 측정값 및 상기 위치 가변 광량 검출기에서 측정된 측정값과 위치를 이미지 생성 장치에 전달하는 인터페이스를 포함한다.
상기 양자 고스트 이미징 장치는 진공 상태에 압축 연산을 가하여 단일 모드 진공 압축 상태의 상기 제1 입력광을 생성하는 제1 압축 연산, 및 진공 상태에 압축 연산을 가하여 단일 모드 진공 압축 상태의 상기 제2 입력광을 생성하는 제2 압축 연산을 더 포함할 수 있다.
상기 빔가르개에서 상기 제1 입력광과 상기 제2 입력광의 양자 상태가 간섭될 수 있다.
상기 제1 입력광의 위상과 상기 제2 입력광의 위상은 서로 동일할 수 있다.
상기 빔가르개는 반사:투과가 50:50인 비편광형 광분리기일 수 있다.
상기 위치 가변 광량 검출기는 상기 아이들러를 하나의 픽셀에 투과시키는 핀홀을 픽셀 단위로 이동시키면서 상기 복수의 픽셀 각각에 대한 아이들러의 광량을 검출할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 양자 고스트 이미징 방법은 압축 정도가 서로 다른 진공 압축 상태의 제1 입력광과 제2 입력광을 입사받아 상기 제1 입력광의 진행 방향으로 시그널을 출력하고 상기 제2 입력광의 진행 방향으로 아이들러를 출력하는 단계, 빔가르개에서 상기 제1 입력광과 상기 제2 입력광의 양자 상태가 간섭되고, 상기 제1 입력광의 진행 방향으로 시그널을 출력하고 상기 제2 입력광의 진행 방향으로 아이들러를 출력하는 단계, 복수의 픽셀에 대한 위치를 특정하여 상기 아이들러를 수신하는 단계, 피사체에 반사된 후 입사되는 상기 시그널을 수신하는 단계, 및 상기 시그널의 측정값 및 상기 아이들러의 측정값과 위치를 기반으로 이미지를 생성하는 단계를 포함한다.
상기 양자 고스트 이미징 방법은 진공 상태에 압축 연산을 가하여 단일 모드 진공 압축 상태의 상기 제1 입력광을 생성하는 단계, 및 진공 상태에 압축 연산을 가하여 단일 모드 진공 압축 상태의 상기 제2 입력광을 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 입력광의 위상과 상기 제2 입력광의 위상은 서로 동일할 수 있다.
비대칭 이중 모드 압축 광을 이용하여 이중 모드 진공 압축(TMSV)보다 대비 대 잡음비(contrast-to-noise ratio, CNR)가 높은 양자 고스트 이미지를 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 비대칭 이중 모드 압축 광 생성 장치를 나타내는 개략도이다.
도 2a는 진공 상태를 위치 및 운동량 평면에서 구적법으로 나타낸 그래프이다.
도 2b는 진공 압축 상태를 위치 및 운동량 평면에서 구적법으로 나타낸 그래프이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 비대칭 이중 모드 압축 광 생성 장치를 이용한 양자 고스트 이미징 장치를 나타내는 블록도이다.
도 4는 양자 고스트 이미징 장치에 의한 이미지의 일 예를 나타내는 예시도이다.
도 5는 제안한 양자 고스트 이미징 장치의 대비 대 잡음비를 기존의 양자 고스트 이미징 장치의 대비 대 잡음비와 비교하여 나타낸 그래프이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이하, 도 1, 2a 및 2b를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 따른 비대칭 이중 모드 압축 광 생성 장치에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 비대칭 이중 모드 압축 광 생성 장치를 나타내는 개략도이다. 도 2a는 진공 상태를 위치 및 운동량 평면에서 구적법으로 나타낸 그래프이고, 도 2b는 진공 압축 상태를 위치 및 운동량 평면에서 구적법으로 나타낸 그래프이다.
도 1을 참조하면, 비대칭 이중 모드 압축 광 생성 장치는 제1 압축 연산(squeezing operation)(110), 제2 압축 연산(120) 및 빔가르개(130)를 포함한다.
제1 압축 연산(110) 및 제2 압축 연산(120) 각각은 진공 상태에 압축 연산을 가하여 단일 모드 진공 압축(single-mode squeezed vacuum, SMSV) 상태를 생성한다.
제1 압축 연산(110)에 의해 진공 압축(squeezed vacuum) 상태의 제1 입력광이 빔가르개(130)에 입사되고, 제2 압축 연산(120)에 의해 진공 압축 상태의 제2 입력광이 빔가르개(130)에 입사된다. 제1 입력광과 제2 입력광은 빔가르개(130)에 동시에 입력되고, 제1 입력광과 제2 입력광의 양자 상태는 빔가르개(130)에서 간섭된다. 빔가르개(130)는 반사:투과가 50:50인 비편광형 광분리기일 수 있다.
빔가르개(130)에서 제1 입력광의 진행 방향으로 출력되는 모드를 시그널(signal)이라 하고, 빔가르개(130)에서 제2 입력광의 진행 방향으로 출력되는 모드를 아이들러(idler)라 한다. 제1 입력광의 위상과 제2 입력광의 위상은 서로 동일할 수 있고, 이에 따라 시그널의 광량과 아이들러의 광량이 균일하게 형성될 수 있으며, 광량 제어가 용이하게 된다.
이때, 압축 연산은 수학식 1과 같이 정의된다.
Figure 112020142948510-pat00001
여기서, 아래 첨자 m은 모드를 나타낸다.
Figure 112020142948510-pat00002
와
Figure 112020142948510-pat00003
는 광자의 소멸, 생성 연산자이다. z는 압축 정도와 상(phase)의 값을 나타내는 파라미터이고, 수학식 2와 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112020142948510-pat00004
여기서, r은 압축 정도를 나타내는 값이고,
Figure 112020142948510-pat00005
는 상을 나타내는 값이며, 두 값은 모두 실수이다.
불확정성 원리에 따라 위치와 운동량은 특정한 값이 아니라 기댓값을 중심으로 일정한 범위를 나타내게 되며, 그 관계식은 수학식 3과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112020142948510-pat00006
여기서,
Figure 112020142948510-pat00007
는 표준편차를 나타내고,
Figure 112020142948510-pat00008
는 축약된 플랑크 상수를 나타낸다.
도 2a에 예시한 바와 같이, 진공 상태는 위치(x)와 운동량(p)의 불확정도가 같은 상태를 특정한 축으로 불확정도를 압축시킨 상태이다. 압축 정도 r은 얼마나 압축 시킬지를 나타내고, 상
Figure 112020142948510-pat00009
는 압축시키는 축의 각도를 나타낸다.
도 2b는
Figure 112020142948510-pat00010
=0 인 진공 압축 상태를 나타낸다. 진공 압축 상태에서는 위치의 불확정도가 낮아져 양자 상태의 위치 정확도가 상승하지만, 불확정성 원리를 위배할 수 없으므로 운동량에 대한 불확정도가 커진다.
본 발명의 실시예에서는 두 모드(시그널과 아이들러)의 상 값을
Figure 112020142948510-pat00011
로 고정한 경우를 예로 들어 설명한다.
두 모드의 압축 연산이 같은 경우(
Figure 112020142948510-pat00012
), 빔가르개(130)의 출력단에서 생성되는 양자 상태는 이중 모드 진공 압축(TMSV) 상태가 된다.
하지만, 두 모드의 압축 연산이 같지 않은 경우(
Figure 112020142948510-pat00013
), 빔가르개(130)의 출력단에서 비대칭 이중 모드 압축 진공 상태가 생성된다. 진공 상태에 단일 모드 진공 압축 연산을 가한 경우, 압축 정도와 광자 수 사이의 관계는 수학식 4와 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112020142948510-pat00014
여기서, Nm은 각 모드에서의 광자 수를 나타낸다.
이하, 도 3 및 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 비대칭 이중 모드 압축 광 생성 장치를 이용한 양자 고스트 이미징 장치에 대하여 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 비대칭 이중 모드 압축 광 생성 장치를 이용한 양자 고스트 이미징 장치를 나타내는 블록도이다. 도 4는 양자 고스트 이미징 장치에 의한 이미지의 일 예를 나타내는 예시도이다.
도 3 및 4를 참조하면, 양자 고스트 이미징 장치는 제1 압축 연산(110), 제2 압축 연산(120), 빔가르개(130), 위치 가변 광량 검출기(140), 위치 고정 광량 검출기(150) 및 인터페이스(160)를 포함한다.
제1 압축 연산(110), 제2 압축 연산(120), 빔가르개(130)는 도 1에서 상술한 비대칭 이중 모드 압축 광 생성 장치를 이루며, 이에 대한 중복되는 설명은 생략한다.
위치 가변 광량 검출기(140)는 복수의 픽셀에 대한 위치를 특정하여 아이들러를 수신할 수 있는 다중 픽셀 광량 검출기일 수 있다. 예를 들어, 위치 가변 광량 검출기(140)는 아이들러를 하나의 픽셀에 투과시키는 핀홀(pin hole)을 픽셀 단위로 이동시키면서 복수의 픽셀 각각에 대한 아이들러의 광량을 검출할 수 있다.
위치 고정 광량 검출기(150)는 피사체(200)에 반사된 후 입사되는 시그널을 수신한다. 위치 고정 광량 검출기(150)는 수신되는 시그널에 대한 픽셀의 위치가 고정되어 있는 단일 픽셀 광량 검출기일 수 있다.
시그널은 피사체(200)로 보내어지고 아이들러는 따로 보존되며, 피사체(200)에 반사되어 돌아온 시그널은 위치 고정 광량 검출기(150)에 입사된다. 위치 고정 광량 검출기(150)에서 입사된 빛의 세기가 측정되고, 보존되어 있던 아이들러에 대해서는 위치 가변 광량 검출기(140)를 이용하여 위치와 빛의 세기를 동시에 측정한다.
위치 고정 광량 검출기(150)에서 측정된 측정값과 위치 가변 광량 검출기(140)에서 측정된 측정값과 위치는 인터페이스(160)를 통해 이미지 생성 장치에 전달된다. 시그널과 아이들러는 양자적 상관관계를 갖고 있기 때문에 이미지 생성 장치는 위치 고정 광량 검출기(150)에서 측정된 측정값과 위치 가변 광량 검출기(140)에서 측정된 측정값과 위치를 이용하여 피사체(200)의 이미지를 생성할 수 있다.
양자 고스트 이미징에서 이미지를 생성하기 위해 사용되는 값은 광량 검출기의 측정값인 빛의 세기이다. 빛의 세기는 광자 수와 비례하는 값이므로 광자의 소멸, 생성 연산자
Figure 112020142948510-pat00015
,
Figure 112020142948510-pat00016
를 이용하여 수학식 5와 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112020142948510-pat00017
여기서,
Figure 112020142948510-pat00018
는 위치 가변 광량 검출기(140)에서의 위치이고, 아래 첨자 1, 2는 각각 피사체(200)에서 돌아온 시그널과 위치 가변 광량 검출기(140)에 입사되는 아이들러를 의미한다. < >는 기댓값을 나타내는 기호이다. 시그널과 아이들러 사이의 상관관계를 의미하는 마지막 두 항을 남기면 수학식 6과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112020142948510-pat00019
수학식 6의 좌측 편은 광자 수 연산자로 치환할 수 있으므로, 광량의 기댓값으로 변환하면 수학식 7과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112020142948510-pat00020
즉, 위치 가변 광량 검출기(140)에서의 위치에 따라 위치 가변 광량 검출기(140)와 위치 고정 광량 검출기(150)의 측정값을 곱한 값들의 기댓값에서 각 검출기의 측정값의 기댓값의 곱을 뺀 값을 이용하여 시그널과 아이들러의 상관관계만을 남길 수 있다. 이를 이용하여 상관관계가 없는 배경 잡음(또는 열 잡음)의 영향을 줄일 수 있다.
도 4에 예시한 바와 같이, 이미지 생성기는 복수의 픽셀(E(1,1), …, E(1,4), E(2,1), …, E(2,4), E(3,1), …, E(3,4), E(4,1), …, E(4,4)) 각각에 대한 휘도값
Figure 112020142948510-pat00021
를 산출할 수 있다.
이미지 생성 장치는 피사체(200)에 대한 이미지를 생성할 수 있는 다양한 구조로 구현될 수 있으며, 이미지 생성 장치의 구조는 제한되지 않는다.
이하, 도 5를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 비대칭 이중 모드 진공 압축 상태를 이용한 양자 고스트 이미징과 기존의 이중 모드 진공 압축(TMSV) 상태를 이용한 양자 고스트 이미징의 품질에 대하여 설명한다.
도 5는 제안한 양자 고스트 이미징 장치의 대비 대 잡음비를 기존의 양자 고스트 이미징 장치의 대비 대 잡음비와 비교하여 나타낸 그래프이다.
도 5를 참조하면, 이미지의 질은 대비 대 잡음비(contrast-to-noise ratio, CNR)를 이용하여 비교하였으며, 동등한 비교를 위하여 같은 에너지를 사용하는 경우, 즉 비대칭 이중 모드 진공 압축 상태의 총 광자 수와 이중 모드 진공 압축(TMSV) 상태의 총 광자 수가 같은 경우에 대하여 비교한다.
이중 모드 진공 압축(TMSV) 상태는 시그널과 아이들러 각각에 Ns개 만큼의 광자가 존재하므로 총 광자 수는 2Ns 이다. 따라서, 같은 에너지에서 효율을 비교하기 위해서 비대칭 이중 모드 진공 압축 상태에서 N1 + N2 = 2Ns 인 경우에 대하여 비교한다.
대비 대 잡음비(CNR)는 물체가 있을 때와 없을 때의 차이와 배경 잡음 정도인 표준 편차를 이용하여 구할 수 있으며, 단일 모드에 대해서는 수학식 8과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112020142948510-pat00022
여기서, E는 측정의 기댓값을 나타내고, V는 측정의 분산을 나타내며, 아래 첨자 0과 1은 각각 물체가 없을 때와 물체가 있을 때를 나타낸다.
비교를 위하여 총 광자 수 7, 열적 잡음의 평균 광자 수 30, 물체의 반사율 10%인 특정 상황을 가정한다. 총 광자 수가 7이기 때문에 이중 모드 진공 압축(TMSV) 상태의 경우 각 모드의 광자 수가 3.5개인 상황이며, 제1 압축 연산(110)과 관련된 값인 N1을 바꾸어가며 비교한다. 총 광자 수에 따라 제2 압축 연산(120)과 관련된 값은 N2 = 7-N1으로 정해진다.
그래프에서 대략 N1이 0.02인 경우와 N1이 6.98인 경우에 제안한 양자 고스트 이미징의 대비 대 잡음비(CNR)가 최대값을 가지며, N1 = N2 = 3.5인 이중 모드 진공 압축(TMSV) 상태보다 더 큰 대비 대 잡음비(CNR) 값을 갖는 것을 확인할 수 있다. 따라서 기존 양자 고스트 이미징과 비교했을 때, 비대칭 이중 모드 진공 압축 상태를 이용한 양자 고스트 이미징을 통해 더 선명한 이미지를 얻을 수 있다.
해당 예시에서는 단일 모드만을 고려하여 CNR 값이 매우 낮지만, 실제 실험에서는 여러 모드를 이용하여 큰 CNR을 얻을 수 있다. 모드 M개에 대한 CMR(M)은
Figure 112020142948510-pat00023
으로 구할 수 있다.
모드 수는 M = (주파수 대역대)×(시간 대역대)으로 구할 수 있다.
붉은색 영역대의 가시광선(630-750 nm 파장)과 1 마이크로초 시간 대역대를 이용하여 양자 고스트 이미징을 실행하하는 경우 모드 수(M)는
Figure 112020142948510-pat00024
이며, 도 5의 최대 대비 대 잡음비(CNR) 값에 대해 CMR(M)을 구하면 대략 137로 100 이상의 값을 갖는 것을 확인할 수 있다.
지금까지 참조한 도면과 기재된 발명의 상세한 설명은 단지 본 발명의 예시적인 것으로서, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
110: 제1 압축 연산
120: 제2 압축 연산
130: 빔가르개
140: 위치 가변 광량 검출기
150: 위치 고정 광량 검출기
160: 인터페이스

Claims (12)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 압축 정도가 서로 다른 진공 압축 상태의 제1 입력광과 제2 입력광을 입사받아 상기 제1 입력광의 진행 방향으로 시그널을 출력하고 상기 제2 입력광의 진행 방향으로 아이들러를 출력하는 빔가르개;
    복수의 픽셀에 대한 위치를 특정하여 상기 아이들러를 수신하는 위치 가변 광량 검출기;
    피사체에 반사된 후 입사되는 상기 시그널을 수신하는 위치 고정 광량 검출기; 및
    상기 위치 고정 광량 검출기에서 측정된 측정값 및 상기 위치 가변 광량 검출기에서 측정된 측정값과 위치를 이미지 생성 장치에 전달하는 인터페이스를 포함하는 양자 고스트 이미징 장치.
  5. 제4 항에 있어서,
    진공 상태에 압축 연산을 가하여 단일 모드 진공 압축 상태의 상기 제1 입력광을 생성하는 제1 압축 연산; 및
    진공 상태에 압축 연산을 가하여 단일 모드 진공 압축 상태의 상기 제2 입력광을 생성하는 제2 압축 연산을 더 포함하는 양자 고스트 이미징 장치.
  6. 제4 항에 있어서,
    상기 빔가르개에서 상기 제1 입력광과 상기 제2 입력광의 양자 상태가 간섭되는 양자 고스트 이미징 장치.
  7. 제4 항에 있어서,
    상기 제1 입력광의 위상과 상기 제2 입력광의 위상은 서로 동일한 양자 고스트 이미징 장치.
  8. 제4 항에 있어서,
    상기 빔가르개는 반사:투과가 50:50인 비편광형 광분리기인 양자 고스트 이미징 장치.
  9. 제4 항에 있어서,
    상기 위치 가변 광량 검출기는 상기 아이들러를 하나의 픽셀에 투과시키는 핀홀을 픽셀 단위로 이동시키면서 상기 복수의 픽셀 각각에 대한 아이들러의 광량을 검출하는 양자 고스트 이미징 장치.
  10. 압축 정도가 서로 다른 진공 압축 상태의 제1 입력광과 제2 입력광을 입사받아 상기 제1 입력광의 진행 방향으로 시그널을 출력하고 상기 제2 입력광의 진행 방향으로 아이들러를 출력하는 단계;
    빔가르개에서 상기 제1 입력광과 상기 제2 입력광의 양자 상태가 간섭되고, 상기 제1 입력광의 진행 방향으로 시그널을 출력하고 상기 제2 입력광의 진행 방향으로 아이들러를 출력하는 단계;
    복수의 픽셀에 대한 위치를 특정하여 상기 아이들러를 수신하는 단계;
    피사체에 반사된 후 입사되는 상기 시그널을 수신하는 단계; 및
    상기 시그널의 측정값 및 상기 아이들러의 측정값과 위치를 기반으로 이미지를 생성하는 단계를 포함하는 양자 고스트 이미징 방법.
  11. 제10 항에 있어서,
    진공 상태에 압축 연산을 가하여 단일 모드 진공 압축 상태의 상기 제1 입력광을 생성하는 단계; 및
    진공 상태에 압축 연산을 가하여 단일 모드 진공 압축 상태의 상기 제2 입력광을 생성하는 단계를 더 포함하는 양자 고스트 이미징 방법.
  12. 제10 항에 있어서,
    상기 제1 입력광의 위상과 상기 제2 입력광의 위상은 서로 동일한 양자 고스트 이미징 방법.
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