中文摘要：

关联成像技术以其非定域特征及提高分辨率的优势，有助于弥补传统成像方式的不足，在生物、医学、材料检测、军事等方面具有重要的实际应用价值。量子行走以优于经典随机行走的各项特性广泛应用于量子算法的开发，已成为量子计算方向的研究热点。本项目采用理论与实验相结合的方法，研究如何提高一阶关联图样的可见度和空间分辨率，探讨怎样基于热光关联中的位相共轭实际修复位相畸变。解决这些有潜在应用的实际问题，可提升热光关联成像技术的竞争力。此外，本项目借助强度关联的方法，研究双粒子的量子行走问题。双粒子情形更易体现量子行走的量子本性，形成对量子行走的完整、深刻的理解，有助于开发新算法，加速量子计算。

结论摘要：

为扩展关联成像技术的应用前景，我们开展以下两方面的研究。首先，理论上分析了通过优化光源参数来改善成像质量及提高可见度的可行性。研究表明，一阶关联方案的成像质量随着光源尺寸的增大或横向相干长度的缩短而得到改善，与此同时，可见度却逐渐降低。因此，关联成像中需要同时考虑这两个互相制约的因素，选取恰当的光源参数。其次，我们提出基于热光强度关联测量的图像识别方案，将匹配滤波技术应用到关联成像领域。理论研究表明，在强度关联测量中，空间非相干的热光源作用类似于位相共轭镜，物体可无透镜“鬼”成像到参考光路中。将双重曝光全息图作为匹配滤波器放置到参考光路中可对物体关联像进行空间滤波，进而完成图像识别。按照这种方案，我们对强度涨落的关联进行数值仿真，成功实现了两个物体的识别。尽管识别速度不太理想，这种图像识别方案展示了空间非相干光源应用于相干光学信息处理的可能性。在量子行走方面，我们提出了双粒子量子行走的一般方案，使用任意的幺正硬币来代替通常使用的Hadamard硬币。我们探讨了借助一般的硬币来优化双粒子量子行走的可能性。研究发现，硬币参数和初态中的位相因子一起，共同控制双粒子量子行走的演化。因此也决定了粒子的群聚或反群聚行为，以及粒子间的空间关联。特别的，当粒子间存在相互作用时，两者之间的纠缠也受到硬币参数的影响。此外，我们对光子晶体和光孤子等研究热点也开展了探索性研究。