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實(shí)現(xiàn)量子計(jì)算機(jī)、量子通訊、裸視4D全息電視機(jī)系統(tǒng)的方法

閱讀:140發(fā)布:2020-10-06

專利匯可以提供實(shí)現(xiàn)量子計(jì)算機(jī)、量子通訊、裸視4D全息電視機(jī)系統(tǒng)的方法專利檢索,專利查詢,專利分析的服務(wù)。并且實(shí)現(xiàn) 量子計(jì)算 機(jī) 、量子通訊、4D全息電視機(jī)系統(tǒng)的方法,屬于 量子計(jì)算機(jī) 、量子通訊和裸視4D 全息圖像 顯示領(lǐng)域。為了用快速精確的量子通訊方法取代傳統(tǒng)的NTSC、PAL和SECAM制式傳輸圖像信息并在TFT LCD 液晶 顯示器 上顯示全息圖像, 發(fā)明 了一種和傳統(tǒng)量子學(xué)原理不同的量子計(jì)算、量子通訊和顯示電視圖像的方法。為實(shí)現(xiàn)這樣的功能,本發(fā)明以劉氏分割方程為 基礎(chǔ) ,創(chuàng)建了生成量子糾纏態(tài)和把視覺 光譜 分為3個(gè)子 色域 并行處理數(shù)據(jù)的量子化方程、雙目 視差 方程和量子態(tài)映射方程,可明顯提高圖像的處理、傳輸效率和4D顯示效果,成本卻降低;本發(fā)明否定了經(jīng)典的不確定性關(guān)系和量子態(tài)非克隆定理,為在技術(shù)上實(shí)現(xiàn)以量子計(jì)算機(jī)、量子通訊為 支撐 的4D裸視電視系統(tǒng)掃清了障礙。,下面是實(shí)現(xiàn)量子計(jì)算機(jī)、量子通訊、裸視4D全息電視機(jī)系統(tǒng)的方法專利的具體信息內(nèi)容。

1.一種實(shí)現(xiàn)量子計(jì)算機(jī)、量子通訊、裸視4D全息電視機(jī)系統(tǒng)的方法,其特征在于:
(1)按照如下的步驟實(shí)施《量子化物光波三刺激值XYZ的方法》:
第一步,在可見光譜內(nèi),任何一個(gè)顏色都用物光波的三刺激值XYZ進(jìn)行量化描述,三刺
激值XYZ是由三基色[r,g,b]經(jīng)線性轉(zhuǎn)換得到的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù),涉及紅、綠、藍(lán)三種基本粒子的糾
纏關(guān)系,理清其糾纏關(guān)系、建立三刺激值XYZ的量子化方程是對未知量子態(tài)XYZ實(shí)施量子化
處理的關(guān)鍵步驟之一;
第二步,生成未知量子態(tài)XYZ的預(yù)備步驟:由CCD電視攝像機(jī)拍攝的物光波信號(hào)是用RGB
顏色空間的數(shù)據(jù)表示的,現(xiàn)有的顯示設(shè)備采用如下的矩陣方程把RGB顏色數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成為用
XYZ表示的數(shù)據(jù):
上列矩陣方程所得到的三刺激值XYZ只記錄了物光波的紅、綠、藍(lán)三色強(qiáng)度信息,丟失
了物光波內(nèi)的相位信息,之所以要對CCD攝像機(jī)拍攝的光波信號(hào)進(jìn)行量子化處理,目的是從
拍攝的三刺激值XYZ中挖掘出包括強(qiáng)度和相位在內(nèi)的量子比特信息,然后傳輸和顯示量子
比特信息,使圖像信號(hào)回歸到“波粒二象性”的本來面目;
第三步,在正物質(zhì)空間對未知量子態(tài)XYZ實(shí)施歸一化的方法:劉氏分割方程是一個(gè)對
XYZ進(jìn)行分割的預(yù)處理工具,可見光譜是一條以波長順序排列起來的彩色光帶,可分為
pugubu、purubu和purugu三個(gè)子顏色空間,對于同一組三刺激值XYZ來說,在不同的子空間內(nèi)是
用不完全相同的自變量參數(shù)進(jìn)行描述的:
在pugubu子空間,自變量參數(shù)是pu、gu和bu:
在purubu子空間,自變量參數(shù)是pu、ru和bu:
在purugu子空間,自變量參數(shù)是pu、ru和gu:
藉此三種格式把用三刺激值XYZ表示的未知量子態(tài)進(jìn)行歸一化處理;為達(dá)此目的,在上
列劉氏正物質(zhì)空間分割方程中,設(shè)置了白色量參數(shù)pu和黑色背景三刺激值[Xback-k,Yback-k,
Zback-k],藉此把未知量子態(tài)XYZ中的白色成分pu自動(dòng)提取出來,也使[pu,ru,gu,bu,]正規(guī)化為
0到1之間的量子分割數(shù)據(jù);把像素的三刺激值XYZ看成是一個(gè)未知量子態(tài),量子化三刺激值
XYZ的首要步驟是用劉氏分割方程對三刺激值XYZ進(jìn)行預(yù)處理;白色光子pu的單位三刺激值
是[Xw,Yw,Zw],同時(shí)規(guī)定三刺激值[Xw,Yw,Zw]等于在標(biāo)準(zhǔn)D65照明時(shí)用等量三基色相加合成的
等能白光,也就是說:1個(gè)單位的紅光加上1個(gè)單位的綠光,再加上1個(gè)單位的藍(lán)光,結(jié)果得到
1個(gè)單位的白光,用等量三基色相加合成白光時(shí),遵循的是3進(jìn)制編碼規(guī)律,這時(shí),三基色[r,
g,b]的單位三刺激值分別是[Xr,Yr,Zr],[Xg,Yg,Zg],[Xb,Yb,Zb];[Xc,Yc,Zc],[Xm,Ym,Zm],[Xy,Yy,Zy]分別表示青、品紅和黃色的三刺激值,它們分別是等能的[綠+藍(lán)],[紅+藍(lán)],[紅+
綠]單位基色相加色合成的間色,也就是說,1個(gè)單位的綠光加上1個(gè)單位的藍(lán)光生成1個(gè)單
位的青色光,1個(gè)單位的紅光加上1個(gè)單位的藍(lán)光生成1個(gè)單位的品紅色光,1個(gè)單位的紅光
加上1個(gè)單位的綠光生成1個(gè)單位的黃色光,用三基色合成間色時(shí),遵循的是經(jīng)典計(jì)算機(jī)的2
進(jìn)制編碼規(guī)律,因此,光譜上所有顏色的集合遵循的是2進(jìn)制和3進(jìn)制互換的量子編碼規(guī)律;
第四步,在反物質(zhì)空間對未知量子態(tài)XYZ實(shí)施歸一化的方法:計(jì)算機(jī)和手機(jī)的顯示屏是
在白色背景三刺激值[Xback-w,Yback-w,Zback-w]狀態(tài)下工作的,這和在黑色背景狀態(tài)下、正物質(zhì)空間工作的電視顯示器恰恰相反,在對XYZ進(jìn)行歸一化預(yù)處理時(shí),使用如下所示的反物質(zhì)空
間劉氏分割方程:
在pugubu子空間
在purubu子空間
在purugu子空間
在劉氏反物質(zhì)空間分割方程中,設(shè)置有白色背景態(tài)三刺激值[Xback-w,Yback-w,Zback-w]和
黑色量參數(shù)(1-pu),藉此自動(dòng)把未知量子態(tài)XYZ中的黑色成分提取出來;在正、反物質(zhì)空間
所用的兩種分割方程中,為未知量子態(tài)XYZ設(shè)置了代表其9種組分色的實(shí)測三刺激值:
[Xback-k,Yback-k,Zback-k],[Xback-w,Yback-w,Zback-w],[Xw,Yw,Zw],[Xr,Yr,Zr],[Xg,Yg,Zg],[Xb,Yb,Zb],[Xc,Yc,Zc],[Xm,Ym,Zm],[Xy,Yy,Zy],把它們作為發(fā)送端和接收端共用的9組已知標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù),除了兩種背景態(tài)的三刺激值[Xback-k,Yoack-k,Zback-k]和[Xback-w,Yback-w,Zback-w]不同之外,白色三刺激值[Xw,Yw,Zw]和其余6組標(biāo)準(zhǔn)彩色三刺激值是正物質(zhì)空間和反物質(zhì)空間共享的7
組數(shù)據(jù),共享數(shù)據(jù)是不受非線性變換影響的,從而為拍攝空間和顯示空間提供了可資利用
的交集,交集所構(gòu)成的數(shù)據(jù)態(tài)為未知量子態(tài)實(shí)現(xiàn)時(shí)空穿越提供通行的方便,分別求解正、反
物質(zhì)空間的劉氏分割方程,即得數(shù)組解[pu,ru,gu,bu]和[(1-pu),cu,mu,yu],其中的白色參數(shù)pu和黑色參數(shù)(1-pu)具有互補(bǔ)特性;第五步,在正物質(zhì)空間內(nèi)量子化未知量子態(tài)XYZ的方法-
劉氏量子化正方程:以正物質(zhì)空間劉氏分割方程為工具算得的pu、ru、gu、bu為基礎(chǔ)演化出如
下的劉氏量子化正方程;劉氏量子化正方程繼承了劉氏分割方程在pugubu、purubu、purugu子
顏色空間聯(lián)立工作的格式:
在pugubu子空間:R=(Yb2+Yc2)1/2,tgθ=bu/gu,sinθ=Y(jié)b/R,cosθ=Y(jié)c/R
在purubu子空間:G=(Yr2+Ym2)1/2,tgθ=ru/bu,sinθ=Y(jié)r/G,cosθ=Y(jié)m/G
在purugu子空間:B=(Yg2+Yy2)1/2,tgθ=gu/ru,sinθ=Y(jié)g/B,cosθ=Y(jié)y/B
為了用量子比特表示未知量子態(tài)的三刺激值XYZ,在pugubu、purubu、purugu子顏色空間
內(nèi),分別把第三步和第四步算得的數(shù)組[pu,gu,bu]、[pu,ru,bu]、[pu,ru,gu]和在XYZ色空間實(shí)測的單位亮度值[Yr,Yg,Yb]、[Yc,Ym,Yy]代入上列劉氏量子化正方程,即可快速算得未知量
子態(tài)XYZ,并實(shí)現(xiàn)了RGB和XYZ色空間數(shù)據(jù)的并行處理;在正物質(zhì)空間的劉氏量子化方程中,
借助白色量參數(shù)pu把比例為(1-pu)的彩色成分從XYZ中分割出來,從而使未知量子態(tài)XYZ簡
化成為以相位θ和白色量pu為自變量的函數(shù),相位角變量θ、三刺激值[R,G,B]、背景態(tài)的
實(shí)測三刺激值[Xback-k,Yback-k,Zback-k]與前述7種基本色的單位三刺激值發(fā)生糾纏,反物質(zhì)空
間劉氏分割方程和前述正物質(zhì)空間劉氏分割方程的區(qū)別僅在于顯示器的背景顏色由黑色
三刺激值[Xback-k,Yback-k,Zback-k]變?yōu)榘咨碳ぶ礫Xback-w,Yback-w,Zback-w],其它參數(shù)的含義和劉氏正物質(zhì)空間分割方程中的含義完全一致,設(shè)置9種標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)態(tài)和pu、ru、gu、bu等4種量
子參數(shù)的量子態(tài)是為未知量子態(tài)XYZ提供的時(shí)空穿越和狀態(tài)共存特性;鑒于一組具有既定
數(shù)值的未知量子態(tài)XYZ只可能是位于其中某個(gè)子顏色空間內(nèi),在方法(2)中給出了判斷未知
量子態(tài)XYZ所在子顏色空間的方法;
(2)按照如下的步驟實(shí)施《通過“觀測”確定量子所在空間的方法》:
第一步,把色溫為D65時(shí)的三刺激值XwYwZw作為觀測時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)照明條件,將未知量子態(tài)
XYZ的三刺激值[X,Y,Z]分別除以(Xw+Yw+Zw)進(jìn)行歸一化處理,算得一組新的三刺激值[Xo,
Yo,Zo],根據(jù)格拉斯曼定律,把一個(gè)顏色的三刺激值同時(shí)擴(kuò)大或縮小若干倍,其色度坐標(biāo)并
不改變,通過比較歸一化三刺激值[Xo,Yo,Zo]之間的相對大小,就能夠預(yù)測未知量子態(tài)XYZ
是在哪一個(gè)子顏色空間內(nèi)運(yùn)動(dòng)的粒子,從而為前述正物質(zhì)空間的劉氏分割方程或劉氏量子
化方程給出一種計(jì)算未知量子態(tài)XYZ旋轉(zhuǎn)相位θ和運(yùn)動(dòng)軌跡的方法;
第二步,比較三刺激值Xo,Yo和Zo的相對大小,找出其中的最大值和最小值:根據(jù)康普頓
效應(yīng)所述,光在介質(zhì)中與物質(zhì)微粒相互作用,因散射而改變傳播方向,又根據(jù)PCT/CN2012/
073178所述的劉氏基色嵌位方程及其衍生的劉氏波函數(shù),判斷出三刺激值Xo,Yo和Zo所代表
的未知量子態(tài)XYZ分別屬于[α,β,γ]輻射中的哪一種射線,據(jù)此決定選用pugubu、purubu、
purugu三種格式中的哪一種對未知量子態(tài)XYZ進(jìn)行量子化處理;
第三步,如果Xo值是最小值和Zo值是最大值,那么應(yīng)該選用pugubu型劉氏量子化正方程
計(jì)算包含在XYZ中的白色量pu和基色gu,bu的數(shù)值;
第四步,如果Yo值是最小值和Xo值是最大值,那么應(yīng)該選用purubu型劉氏量子化正方程
計(jì)算包含在未知量子態(tài)XYZ中的白色量pu和基色ru,bu的數(shù)值;
第五步,如果Zo值是最小值和Yo值是最大值,那么應(yīng)該選用purugu型劉氏量子化正方程
計(jì)算包含在未知量子態(tài)XYZ中的白色量pu和基色ru,gu的數(shù)值;
(3)按照如下的步驟實(shí)施《在反物質(zhì)空間內(nèi)量子化未知量子態(tài)XYZ的方法-劉氏量子化
反方程》:
第一步,建立劉氏量子化反方程:該方程由如下所示pugubu,purubu,purugu三個(gè)子方程組
成:
pugubu子空間:R=(Yb2+Yc2)1/2,tgθ=bu/gu,sinθ=Y(jié)b/R,cosθ=Y(jié)c/R
在purubu子空間:G=(Yr2+Ym2)1/2,tgθ=ru/bu,sinθ=Y(jié)r/G,cosθ=Y(jié)m/G
在pwrugu子空間:B=(Yg2+Yy2)1/2,tgθ=gu/ru,sinθ=Y(jié)g/R,cosθ=Y(jié)y/R
上式表明:在反物質(zhì)空間內(nèi),未知量子態(tài)XYZ被白色量pu分割成為比例為(1-pu)的黑色
成分和比例為pu的彩色成分,被測圖像的背景顏色變?yōu)榘咨碳ぶ礫Xback-w,Yback-w,
Zback-w],伴隨著相位角θ的周期性改變,未知量子態(tài)XYZ的數(shù)值隨之周期性改變:原來在正物
質(zhì)空間的白色量[puXw,puYw,puZw]被翻轉(zhuǎn)成黑色量[(1-pu)Xw,(1-pu)Yw,(1-pu)Zw];
第二步,在正物質(zhì)空間量子化未知量子態(tài)XYZ的方法中,觀測者是以黑色三刺激值
[Xback-k,Yback-k,Zback-k]為背景處理量子學(xué)問題,然而,觀測者也必須相對于白色三刺激值為[Xback-w,Yback-w,Zback-w]的輻射空間處理量子學(xué)問題,如在使用常白型顯示器顯示電視圖像
和觀測白矮星時(shí);觀測背景雖然不同,但照明條件同為標(biāo)準(zhǔn)白色三刺激值[Xw,Yw,Zw],黑色
量[(1-pu)Xw,(1-pu)Yw,(1-pu)Zw]和白色量[puXw,puYw,puZw]的變化周期都是根據(jù)三基色量
[ru,gu,bu]和[cu,mu,yu]的實(shí)測亮度[Yr,Yg,Yb]、[Yc,Ym,Yy]計(jì)算出來的,未知量子態(tài)XYZ被簡化成了簡單、快速、精確的代數(shù)運(yùn)算;
方法(4)《生成雙目互補(bǔ)視差圖像的方法》就是在正、反劉氏量子化反方程的基礎(chǔ)上演
變而來的;
(4)按照如下的步驟實(shí)施《生成雙目互補(bǔ)視差圖像的方法-3進(jìn)制算法邏輯的視覺生理
學(xué)原理》:
第一步,在正物質(zhì)空間內(nèi)為劉氏量子化方程生成雙目互補(bǔ)視差圖像:在前述劉氏量子
化正方程等號(hào)的右邊,把比例為(1-pu)的彩色成分移到等號(hào)的左邊,把加號(hào)后面的白色部
分[puXw,puYw,puZw]留在原處,從而使前述劉氏量子化正方程變成如下所示的雙目互補(bǔ)視差
格式:
pugubu子空間:R=(Yb2+Yc2)1/2,tgθ=bu/gu,sinθ=Y(jié)b/R,cosθ=Y(jié)c/R
2 2 1/2
在purubu子空間:G=(Yr+Ym) ,tgθ=ru/bu,sinθ=Y(jié)r/G,cosθ=Y(jié)m/G
在purugu子空間:B=(Yg2+Yy2)1/2,tgθ=gu/ru,sinθ=Y(jié)g/B,cosθ=Y(jié)y/B
根據(jù)格拉斯曼補(bǔ)色律:每一種色彩都有一個(gè)相應(yīng)的補(bǔ)色,只要一種色光與另一種色光
相混合能產(chǎn)生白光,這兩種色光就互稱為補(bǔ)色,在上述三種格式中,等號(hào)左端三刺激值的代
數(shù)和等于白色三刺激值[puXw,puYw,puZw],因此,三種格式等號(hào)左側(cè)的多項(xiàng)式都將混合成具
有互補(bǔ)特征的兩個(gè)顏色;
第二步,在上面所得格式的基礎(chǔ)上,在方程左側(cè)分離出紅、綠、藍(lán)三基色粒子的三刺激
值,那么上一步所述具有互補(bǔ)特征的補(bǔ)色方程式即被演變成如下所示的劉氏雙目互補(bǔ)視差
方程:
在pugubu子空間:R=(Yb2+Yc2)1/2,tgθ=bu/gu,sinθ=Y(jié)b/R,cosθ,cosθ=Y(jié)c/R
在purubu子空間:G=(Yr2+Ym2)1/2,tgθ=ru/bu,sinθ=Y(jié)r/G,cosθ=Y(jié)m/G
在purugu子空間:B=(Yg2+Yy2)1/2,tgθ=gu/ru,sinθ=Y(jié)g/B,cosθ=Y(jié)y/B
劉氏雙目互補(bǔ)視差方程繼承了劉氏分割方程的pugubu,purubu,purugu三個(gè)子顏色空間,
在用下標(biāo)R表示的括號(hào)內(nèi),分別表示紅、綠、藍(lán)三種單色光子的三刺激值;在用下標(biāo)L表示的
括號(hào)內(nèi)是用未知量子態(tài)XYZ、背景黑色以及紅、綠、藍(lán)色的三刺激值合成的顏色;根據(jù)格拉斯
曼顏色合成替代律,在pugubu,purubu,purugu三個(gè)子顏色空間內(nèi),左眼的視覺色分別等效于用
基色[g,b]、[b,r]、[r,g]混合得到的等效三基色[c,m,y];左眼L看到的等效色[c,m,y]進(jìn)一步和右眼R看到的三基色[r,g,b]分別構(gòu)成互補(bǔ)的基色量子對[c,r]、[m,g]、[y,b],根據(jù)視
覺生理學(xué)原理,如果雙目最終看到的是并列互補(bǔ)的像素,那么視神經(jīng)將獲得的互補(bǔ)信息經(jīng)
腦神經(jīng)細(xì)胞的傳導(dǎo),雙目視覺就會(huì)被大腦融合成為具有立體感的像素,該像素的視感三刺
激值等于等號(hào)右端的白色三刺激值[puXw,puYw,puZw];劉氏雙目互補(bǔ)視差方程是為方法(11)
劉氏量子態(tài)耦合方程預(yù)先準(zhǔn)備的視覺混色模型,未知量子態(tài)XYZ分別是伴隨變量pu和(1-pu)
變化的互補(bǔ)基色量子對[c,r],[m,g]和[y,b];不同子空間的基色量子態(tài)都是θ和(1-pu),直
接用它們分別取代方法(11)《XYZ-rv′gv′bv′-drdgdb伽瑪校正方程》中的灰核參數(shù)rv′,gv′,bv′,藉此推導(dǎo)出劉氏量子態(tài)耦合方程;
第三步,在反物質(zhì)空間內(nèi)為劉氏量子化方程生成雙目互補(bǔ)視差圖像的方法:反物質(zhì)空
間內(nèi)的雙目互補(bǔ)視差方程由如下所示的pugubu,purubu,purugu三個(gè)子方程組成:
pugubu子空間:R=(Yb2+Yc2)1/2,tgθ=bu/gu,sinθ=Y(jié)b/R,cosθ=Y(jié)c/R
在purubu子空間:G=(Yr2+Ym2)1/2,tgθ=ru/bu,sinθ=Y(jié)r/G,cosθ=Y(jié)m/G
在purugu子空間:B=(Yg2+Yy2)1/2,tgθ=gu/ru,sinθ=Y(jié)g/B,cosθ=Y(jié)y/B
觀察上列方程可知:雙目視覺仍然是由左眼L分別看到的間色青[g,b]、品紅[b,r]、黃
色[r,g]和右眼R看到的紅r、綠g、藍(lán)b色分別形成的互補(bǔ)基色量子對[c,r]、[m,g]、[y,b],左
眼L看到的等效間色[c,m,y]分別和右眼R看到的三基色r,g,b形成互補(bǔ)色,但觀測背景變?yōu)?br/>白色三刺激值[Xback-w,Ybackw,Zback-w],雙目合成的顏色變成為等號(hào)右側(cè)的黑色三刺激值[(1-
pu)Xw,(1-pu)Yw,(1-pu)Zw];
劉氏量子化方程是以劉氏分割方程算得的參數(shù)[pu,ru,gu,bu]為基礎(chǔ)建立出來的,在視
覺深度方向缺少把時(shí)間[pu,(1-pu)]和空間[ru,gu,bu]的聯(lián)系起來約束,應(yīng)根據(jù)方法(5)挖掘
白色量pu更多的功能;
(5)按照如下步驟實(shí)施《生成劉氏purugubu-4D顏色空間的方法及白色量pu多功能特性》:
第一步,利用前述白色量參數(shù)pu作為時(shí)間坐標(biāo)詮釋“波包塌縮”的原因;
第二步,把白光量參數(shù)pu作為控制圖像視覺深度的參數(shù):在我們的PCT/CN2011/001729
專利申請中已經(jīng)指出:密度D和白色量p是在同一條白色光譜線上的、分別用對數(shù)函數(shù)和指
數(shù)函數(shù)計(jì)算出來的反函數(shù)數(shù)值,計(jì)算模型是:Du=-lg(1/pu);
第三步,利用相對視覺深度Du的變換使立體圖像在縱深方向產(chǎn)生動(dòng)感:在劉氏分割方程
中,以黑色背景三刺激值[Xback-k,Yback-k,Zback-k]為基準(zhǔn)控制三維圖像在縱深方向的位置,當(dāng)白色量pu從pumax=1逐漸減小時(shí),密度D則逐漸增大,反之,密度D逐漸減小;
第四步,利用白光量參數(shù)pu傳輸圖像信息:在純化白光量pu和相位角θ的方法中,利用白
光量pu和相位角θ的糾纏關(guān)系,達(dá)到用白光量參數(shù)pu替代三基色分量ru,gu,bu傳輸圖像信息
的目的;
第五步,利用白光量參數(shù)pu實(shí)現(xiàn)量子通訊:白色激光是由三基色激光合成的光,白光的
動(dòng)量比單色激光大得多,在同等衰減量的情況下能夠傳送更遠(yuǎn)的距離;
第六步,利用自光量參數(shù)pu實(shí)現(xiàn)立體圖像的全息顯示:在方法(11)和(12)中出現(xiàn)的劉氏
量子態(tài)耦合方程和劉氏聲光調(diào)制方程中,將要利用白色量pu及其反函數(shù)Du之間的制約關(guān)系
顯示全息立體圖像和控制薛定鍔貓態(tài)在時(shí)空中的運(yùn)動(dòng)狀態(tài);
第七步,利用白光量參數(shù)pu的衰減特征校正白光量pu及其相位角θ的消相干誤差;
根據(jù)前述七個(gè)步驟可知:白光子pu的波粒二相性參數(shù)需要在白色量的反函數(shù)Du的約束
之下才能形成具有深度感的立體圖像[pu,θ];
從下面的方法(6)開始,將分別敘述實(shí)施白色量pu多種功能的具體步驟;
(6)按照如下的步驟實(shí)施《利用白光量pu和相位角θ傳輸未知量子態(tài)XYZ的方法》:
第一步,把三刺激值XYZ用白場三刺激值XwYwZw進(jìn)行標(biāo)定得到歸一化的三刺激值XoYoZo;
第二步,用選定格式的劉氏分割方程計(jì)算白色量pu和基色量[gu,bu]或[ru,bu]或[rugu],
根據(jù)基色量[gu,bu]或[ru,bu]或[ru,gu]計(jì)算相位角θ的正切值,把物光波相位角θ的正切看
作物光波的量子信息參數(shù);
第三步,白色量pu和相位角θ的振動(dòng)頻率是相等的,只需要向接收端傳送歸一化的白色
量pu,相位角θ被留在原地;
第四步,在接收端測量接收到的是白色量pu的數(shù)據(jù),然后讓未知量子態(tài)[X,Y,Z]=
[puXw,puYw,puZw],這意味著利用公共數(shù)據(jù)態(tài)[Xw,Yw,Zw]給出了白色量pu的三刺激值,但是pu
在CCD傳感器中被散射為[ru,gu,bu],受迫振動(dòng)的介質(zhì)粒子[cu,mu,yu]吸收[ru,gu,bu]的能
量,從而使未知量子態(tài)[X,Y,Z]中白色量pu衰變成為黑色量的三刺激值[(1-pu)Xw,(1-pu)Yw,
(1-pu)Zw];
第五步,利用方法(8)給出的《在接收端純化白光量pu的方法》,首先對白色量pu進(jìn)行純
化處理,然后再對相位角θ進(jìn)行純化處理;
第六步,將被純化處理后的白光量pu和相位角θ數(shù)值代入方法(1)所述的劉氏量子化正
方程,復(fù)原來自發(fā)送端的未知量子態(tài)XYZ的始態(tài)數(shù)據(jù),回顧前述步驟,白光子pu從劉氏量子
化正方程出發(fā)又回到了原來的出發(fā)地,精確地完成了一個(gè)循環(huán)的旅行;
上述過程表明:純化處理后的白光子pu和相位角θ具有描述白光子波粒二象性的功能,
問題是:究竟是什么因素在影響白光子pu的精準(zhǔn)旅行呢?就在pu這個(gè)地方,哥本哈根學(xué)派和
愛因斯坦發(fā)生了對量子論發(fā)展進(jìn)程影響至深的偉大論戰(zhàn),有必要通過方法(7)深入地求證
論戰(zhàn)雙方的是與非;
(7)按照如下步驟實(shí)施《解釋“波包塌縮”原因的劉氏聲光詮釋及驗(yàn)證方法》:
第一步,我們的研究證明:愛因斯坦對“哥本哈根波包塌縮詮釋”的質(zhì)疑是有道理的,關(guān)
于波包塌縮問題,我們在第二步中提出了與哥本哈根學(xué)派概率詮釋不同的劉氏聲光調(diào)制詮
釋;
第二步,光在到達(dá)傳感器之后與介質(zhì)微粒相互接觸,形成反射成分和散射成分,在散射
的射線中,除了與原波長λ相同的成分外,還有波長大于λ的成分,這種現(xiàn)象稱為康普頓效
應(yīng),康普頓效應(yīng)使入射光波的平均波長增加,由于不同波長的光衰減速率不同,波長越短衰
減得越快,導(dǎo)致三基色的波長分布失衡、波動(dòng)的相位發(fā)生扭轉(zhuǎn)并且引起光波“紅移”,如果按
能量遞減的順序和以某種量子間隔對“塌縮”在顯示屏上光斑從最大光斑到光斑消失為
止測量光斑的輻射強(qiáng)度,繪出一個(gè)反映多普勒效應(yīng)波形,在橫波波形收縮為一個(gè)光斑的
同時(shí),縱波波形則舒展開來,變成多普勒效應(yīng)所表現(xiàn)的波形,如果把二者聯(lián)系在一起考慮,
那么就計(jì)算出被觀測光子的波粒二象性信息,從而使原本認(rèn)為的不確定性關(guān)系變?yōu)榇_定性
關(guān)系,把不準(zhǔn)確的概率詮釋變成準(zhǔn)確的代數(shù)運(yùn)算結(jié)果,為便于敘述新的詮釋并與概率詮釋
相區(qū)別,把新的詮釋簡稱為劉氏聲光詮釋;
第三步,為了驗(yàn)證劉氏聲光詮釋的正確性,通過測量紅光子光斑的三刺激值XrYrZr、綠
光子光斑的三刺激值XgYgZg、藍(lán)光子光斑的三刺激值XbYbZb和白光子光斑的三刺激值XwYwZw,
然后分別對它們進(jìn)行嵌位計(jì)算,證明了劉氏聲光詮釋的正確性,這里僅以紅基色光為例進(jìn)
行說明:
按照光強(qiáng)由弱到強(qiáng)的順序?qū)崪y一系列紅基色光斑的三刺激值[Xri,Yri,Zri],然后利用
劉氏基色嵌位方程對這一系列有序排列的三刺激值進(jìn)行嵌位計(jì)算,就為紅光子的顏色樣本
準(zhǔn)確地算得一組量子化信息,其中包括嵌位亮度YRt,波長λ,嵌位基色量at和基準(zhǔn)基色量a的
數(shù)據(jù):
在上述衍生的模型中,YRt是紅光波的嵌位亮度,表示在時(shí)間t視覺感受的閃電強(qiáng)度,λ表
示瞬時(shí)光波的波長,把函數(shù)λ稱為劉氏波模型,三刺激值[λX,λYt,λZ]表示量子態(tài)在時(shí)刻t對
聽覺的刺激強(qiáng)度,如果a表示未知量子態(tài)XYZ在屏幕上顯示的光斑大小,那么at就準(zhǔn)確地預(yù)
測了具有波粒二相性的光斑虛像,嵌位處理所達(dá)到的效果是:三刺激值為[X,YRt,Z]的光波
和三刺激值為[λX,λYRt,λZ]的光波都和[Xr,Yr,Zr]的色相一致,這說明[X,YRt,Z]和[λX,λYRt,λZ]描述的是同一種、但亮度不同的紅色粒子,按照劉氏聲光詮釋,a就是光子的粒子性
信息,因?yàn)闇y量導(dǎo)致了“波包塌縮”,這才出現(xiàn)了嵌位基色量at,從上面的劉氏波模型看到,
函數(shù)λ是以藍(lán)色刺激強(qiáng)度Z和嵌位亮度YRt為自變量的函數(shù),YRt在時(shí)間Δt內(nèi)的亮度分布就是
被哥本哈根概率詮釋弄丟了的那部分波包:根據(jù)劉氏基色嵌位方程給出的劉氏波模型可
知:YRt也是確定性的、被克隆的量子信息:未知量子態(tài)XYZ的粒子性信息是a,波動(dòng)性信息是
λ,而λ的數(shù)值又依賴于變量參數(shù)[Z,YRt],因此,[Z,YRt]才是直接表達(dá)波動(dòng)性的色相和亮度
參數(shù),不過橫波波形已經(jīng)漸變?yōu)榭v波波形,由此可見:紅光粒子的波粒二象性并不是“不確
定性關(guān)系”;再將劉氏基色方程給出的參數(shù)YRt、λ、at、a和如下所示的德布羅意波模型加以比
較:德布羅意波模型是: 其中 比較后得知:在如上所示的德布羅意物質(zhì)
波模型中,參數(shù) 是普朗克常量,動(dòng)量p是一個(gè)變量,演繹的結(jié)論是具有不確定性關(guān)系;在劉
氏波模型中,嵌位亮度YRt是由觀察態(tài)XwYwZw和背景態(tài)Xback-kYback-kZback-k以及未知量子態(tài)XYZ
中已知變量[X,Z]決定的實(shí)數(shù)值,德布羅意波模型中的動(dòng)量p并沒有把與它相互作用的環(huán)境
都包括進(jìn)來,是一個(gè)環(huán)境孤立的系統(tǒng),而劉氏基色嵌位方程涉及到背景態(tài)和觀察態(tài)的三刺
激值,從本質(zhì)上講,德布羅意波模型演繹出的是“不確定性關(guān)系”和“量子態(tài)非克隆定理”,劉
氏基色嵌位方程及其衍生模型則演繹出確定性的代數(shù)運(yùn)算結(jié)果和克隆未知量子態(tài)XYZ的方
法;
為了進(jìn)一步證明哥本哈根概率詮釋是不自洽的,在方法(8)中給出了校正消相干誤差
的方法;
(8)按照如下的步驟實(shí)施《純化白光量pu和相位角θ的方法-劉氏白色和相位角校正方
程》:
①在接收端純化白光量pu的方法-劉氏白色嵌位方程:
第一步,根據(jù)方法(6)所述“利用白光量pu和相位角θ傳輸未知量子態(tài)XYZ的方法”的第四
步算出白色量pu所代表的三刺激值XYZ=[(1-pu)Xw,(1-pu)puYw,(1-pu)puZw];
第二步,用下面所示的劉氏白色嵌位方程作為工具對白色量進(jìn)行純化處理:
在劉氏白色嵌位方程中設(shè)置了三個(gè)未知量:嵌位亮度Yt、波長參數(shù)λ、嵌位白色量參數(shù)
pu′,已知量是黑色背景的三刺激值[Xback-k,Yback-k,Zback-k]和標(biāo)準(zhǔn)觀察白光的三刺激值[Xw,Yw,Zw],對于量子技術(shù)來說,利用上述三個(gè)未知量的嵌位作用把未知量子態(tài)XYZ所包含的嵌
位亮度信息Yt、波動(dòng)信息λ、嵌位白色量pu′、基準(zhǔn)白色量pu都囊括進(jìn)去,構(gòu)成一個(gè)四維共振
體,實(shí)測亮度Y和嵌位亮度Yt的差值(Y-Yt)等于背景三刺激值[Xback-k,Yback-k,Zback-k]中的亮
度值Yback-k;
第三步,求解劉氏白色嵌位方程,導(dǎo)出計(jì)算嵌位亮度值Yt的模型,由劉氏白色嵌位方程
導(dǎo)出的嵌位亮度函數(shù)Yt是以實(shí)測三刺激值中的紅色和藍(lán)色刺激值[X,Z]為自變量的函數(shù),
白光的波長函數(shù)λ的自變量包括嵌位亮度Yt和藍(lán)色亮度刺激值Z,嵌位亮度Yt的值是一個(gè)實(shí)
數(shù),該模型綜合性地排除了CCD傳感器中介質(zhì)粒子對被測光線的吸收和背景反射三刺激值
[Xback-k,Yback-k,Zback-k]對量子計(jì)算精確性產(chǎn)生的危害,三刺激值[X,Yt,Z]才是和[Xw,Yw,Zw]色相一致未知量子態(tài),因此[X,Yt,Z]=[X,Y,Z],這是經(jīng)典量子學(xué)沒認(rèn)識(shí)到的;
第四步,繼續(xù)求解劉氏白色嵌位方程,推導(dǎo)出計(jì)算白光波長的波函數(shù)λ:
在這個(gè)函數(shù)中,自變量是實(shí)測三刺激值XYZ中的藍(lán)色刺激
值Z和嵌位亮度參數(shù)Yt,嵌位亮度參數(shù)Yt是上一步算得的數(shù)值;
第五步,繼續(xù)求解劉氏白色嵌位方程,推導(dǎo)出計(jì)算嵌位白色量pu′的模型:
在這個(gè)函數(shù)中,乘積λYt代表嵌位白色量pu′的亮度,λYt就是量子學(xué)中所說
的直積態(tài),直積態(tài)是一個(gè)復(fù)合變量;
第六步,將嵌位白色量pu′中的嵌位亮度λYt除以波長λ,可得計(jì)算基準(zhǔn)白色量pu的模型
如下:
根據(jù)基準(zhǔn)白色量模型pu算出的白光子pu被賦予振動(dòng)頻率1/λ和亮度Yt;
第七步,用白色嵌位方程導(dǎo)出的參數(shù)模型證明劉氏聲光詮釋的正確性:根據(jù)劉氏白色
嵌位方程及其衍生模型的計(jì)算可知,視覺深度Du是白色量pu所對應(yīng)的密度值,Du和pu位于同
一條白色光譜線上,即Du等于反射率(Yt/Yw)對數(shù)的負(fù)值,聲子Du的大小決定了雷聲的響度,
亮度Y的大小就是和雷聲響度相對應(yīng)的閃電的亮度,所有參數(shù)都是確定的實(shí)數(shù)值,并不涉及
不確定性關(guān)系,這證明:哥本哈根概率詮釋是不能自洽的,劉氏聲光詮釋是由色度學(xué)原理和
實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)所支持的;
②在接收端校正白光的紅、綠、藍(lán)的分量的方法-劉氏三基色相位角嵌位方程:
第一步,設(shè)紅光子、綠光子、藍(lán)光子未知量子態(tài)的實(shí)測三刺激值分別是[XR,YR,ZR],[XG,
YG,ZG],[XB,YB,ZB],根據(jù)方法(4)第二步給出的劉氏雙目互補(bǔ)視差方程,可得三基色光子的
三刺激值如下:
將前述由劉氏白色嵌位方程導(dǎo)出的白色量校正值pu代入上式,就把基色三刺激值[XR,
YR,ZR],[XG,YG,ZG],[XB,YB,ZB]計(jì)算出來;
第二步,對相位角θ進(jìn)行純化校正,方法是:將三刺激值[XR,YR,ZR]、[XG,YG,ZG]、[XB,YB,ZB]分別代進(jìn)入如下所示的劉氏相位角嵌位方程:
在pugubu子色空間的相位角嵌位方程:
在purubu子色空間的相位角嵌位方程:
在purugu子色空間的相位角嵌位方程:
第三步,解劉氏相位角嵌位方程,分別可得紅基色光、綠基色光、藍(lán)基色光的相位角校
正值θ,每個(gè)波段的相位角校正值的計(jì)算步驟如下:
(i)長波段相位角校正模型:求解在pugubu子空間的劉氏相位角嵌位方程,可得:
紅光子的嵌位亮度:
紅光子的劉氏波函數(shù):
紅光子的嵌位相位角:
紅光子被純化后的相位角:
(ii)中波段相位角校正模型:求解在pwrubu子空間的劉氏相位角嵌位方程,可得:
綠光子的嵌位亮度:
綠光子的劉氏波函數(shù):
綠光子的嵌位相位角:
綠光子被純化后的相位角:
(iii)短波段相位角校正模型:求解在pwrugu子空間的劉氏相位角嵌位方程,可得:
藍(lán)光子的嵌位亮度:
藍(lán)光子的劉氏波函數(shù):
藍(lán)光子的嵌位相位角:
藍(lán)光子被純化后的相位角:
③用劉氏三基色相位角嵌位方程的導(dǎo)出模型證明劉氏聲光詮釋的正確性:觀察由劉氏
相位角嵌位方程導(dǎo)出的波函數(shù)λ可知:三基色亞光子的波長分別是其嵌位亮度[YRt,YGt,YBt]
和實(shí)測亮度[ZR,ZG,ZB]的函數(shù),因此,在劉氏白色嵌位方程中Yt=(YRt+YGt+YBt)、Z=(ZR+ZG+
ZB),Yt是嵌位亮度,是為聽覺提供聲波響度的參數(shù),Z是實(shí)測三刺激值XYZ中的藍(lán)色高頻刺
激,是為視覺提供亮度刺激強(qiáng)度的參數(shù);再看被純化后的相位角θ,雖然θ也分別是YRt,YGt,
YBt的函數(shù),但它們和λ并不相關(guān),這說明:被純化后的相位角和嵌位亮度相關(guān),是對三基色
[r,g,b]粒子性的描述,嵌位相位角[θ′,θ′,θ′]是對三基色[r,g,b]波動(dòng)性的描述,圖像信號(hào)已經(jīng)回歸到“波粒二象性”的本來面目,這表明:劉氏聲光詮釋對哥本哈根詮釋和“不確定
性關(guān)系”的否定是以實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),有充分依據(jù)的;
經(jīng)過上述純化操作,未知量子態(tài)XYZ中包含的紅移誤差已被排除,從而為實(shí)施方法(9)
的第一步提供了復(fù)原三刺激值XYZ所需要的波粒二相性數(shù)據(jù)[pu,θ];
(9)按照如下的步驟實(shí)施《在接收端復(fù)原三刺激值XYZ的方法》:
第一步,將純化后的白色量pu和相位角θ分別代入方法(1)和(3)給出的劉氏量子化正、
反方程,就復(fù)原了未知量子態(tài)XYZ的數(shù)據(jù);被復(fù)原的三刺激值XYZ數(shù)據(jù)就是方法(11)劉氏量
子態(tài)耦合方程所涉及的劉氏伽瑪校正方程等號(hào)左端需要輸入的三刺激值X、Y、Z;
第二步,根據(jù)被復(fù)原未知量子態(tài)的三刺激值[X,Y,Z]計(jì)算被復(fù)原未知量子態(tài)的色度坐
標(biāo)值[xt,yt,zt]:
第三步,將上一步得到的色度坐標(biāo)[xt,yt,zt]代到劉氏聲光轉(zhuǎn)換方程左端,求解劉氏聲
光轉(zhuǎn)換方程即得三基色[r,g,b]的解,最后用驅(qū)動(dòng)參數(shù)[dr,dg,db]把三基色[r,g,b]所代表
的未知量子態(tài)XYZ顯示出來;然而第一步所述的波粒二相性數(shù)據(jù)[pu,θ]是從拍攝端傳來的、
描述未知量子態(tài)XYZ波粒二相性的純化數(shù)據(jù),但是由顯示器設(shè)備特性決定的視覺白色量是
pv,尚需要用方法(10)確保攝像機(jī)輸出的白色pu和顯示器顯示的視覺白色量pv具有正確的
匹配關(guān)系;
(10)按照如下的步驟實(shí)施《把校正后的白色量pu映射到接受端白色量pv上的方法》:
第一步:為了標(biāo)定攝像機(jī)的工作狀態(tài),按照我們在PCT/CN2012/073178所述《對色靶上
顏色樣本的拍攝》的方法獲取三次灰色梯尺數(shù)組[Rwi,Gwi,Bwi],該梯尺是一條21級(jí)的、對白
點(diǎn)適應(yīng)的灰色梯尺;再用PCT/CN2012/073178所述的劉氏電磁轉(zhuǎn)換方程把數(shù)組[Ri,Gi,Bi]轉(zhuǎn)
換成三刺激值[Xui,Yui,Zui],然后用劉氏白平衡嵌位方程及其衍生模型所述方法算出基準(zhǔn)
白色量數(shù)組[pui];
第二步,對顯示器的工作狀態(tài)進(jìn)行標(biāo)定:按照我們在PCT/CN2011/000327子發(fā)明8所述
“一種生成‘白點(diǎn)適應(yīng)灰色梯尺’的方法”獲得灰色梯尺的三刺激值數(shù)組[XviYviZvi],然后仿
照第一步的方法用前述劉氏白平衡嵌位方程計(jì)算顯示器的白色量數(shù)組[pvi];
第三步,以白色量數(shù)組[pvi]為因變量數(shù)組,以攝像機(jī)的白色量數(shù)組[pui]為自變量數(shù)組
進(jìn)行數(shù)據(jù)擬合,就得到冪函數(shù) 根據(jù)我們的計(jì)算γuv=1,即:白色量pu和pv是等效的,
但是與劉氏伽瑪校正方程中的[pv′,rv′,gv′,bv′]相比較,四維共振體[pu,ru,gu,bu]和[pv,rv,gv,bv]的亮度是比較低的,分別在常黑型和常白型顯示器上顯示出保真度優(yōu)良的彩色圖
像;
(11)按照如下的步驟實(shí)施《借助劉氏量子態(tài)耦合方程和常黑型TFT?LCD液晶顯示器顯
示4D全息圖像的方法》:
第一步,從劉氏伽瑪校正方程到劉氏量子態(tài)耦合方程的演變:我們在PCT/CN2011/
000327發(fā)明申請中給出過“一種XYZ-rv′gv′bv′-drdgdb伽瑪校正方程”,其格式如下所示:
在pvgvbv子空間:
在pvrvbv子空間:
在pvrvgv子空間
其中:
該方程把灰核參數(shù)rv′、gv′、bv′作為顯示端基色的接口參數(shù),該接口參數(shù)和拍攝色空間
的基色光子ru、gu、bu形成映射關(guān)系,rv′、gv′、bv′和ru、gu、bu的自旋轉(zhuǎn)方向相反、量子態(tài)同為θ;
但該方程是以劉氏基色方程及其衍生的嵌位亮度Yt、波長λ、嵌位基色量at、基色量a和
驅(qū)動(dòng)參數(shù)[di]為基礎(chǔ)建立的方程,參數(shù)pv和相位角θ沒有建立函數(shù)關(guān)系,不具備量子通訊功
能,需要按照如下方法使其獲得這種功能;根據(jù)開普列給出的“光的強(qiáng)度和光源的距離的平
方成反比”原理以及我們的發(fā)明申請PCT/CN2011/000327所述:劉氏伽瑪校正方程中的pv′
=pv1/2,又根據(jù)方法(8)所述的劉氏白色嵌位方程,白色量pu′和pv′是等效的參數(shù),再根據(jù)方
法(4)中第三步所述反物質(zhì)空間雙目互補(bǔ)視差方程:借助相位角θ已使三基色[r,g,b]和白
色量pu的相位反轉(zhuǎn),在子空間pugubu內(nèi)右眼看到的顏色實(shí)際是青色色相c,在子空間purubu內(nèi)
右眼看到的顏色實(shí)際是品紅色相m,在子空間purugu內(nèi)右眼看到的顏色實(shí)際是黃色色相y,白
色量參數(shù)pu已經(jīng)變成為黑色成分(1-pu),藉此把劉氏伽瑪校正方程演變成如下所示的劉氏
量子態(tài)耦合方程:
在pvgvbv子空間
在pvrvbv子空間:
在pvrvgv子空間:
在上式中:
在劉氏量子態(tài)耦合方程的pvgvbv子空間:
r′v=Xrcos-1θ(1-pu)=Xrcos-1θ(1-pv),?gv′=Y(jié)rcos-1θ(1-pu)=Y(jié)rcos-1θ(1-pv),
bv′=Zrcos-1θ(1-pu)=Zrcos-1θ(1-pv);
在劉氏量子態(tài)耦合方程的pvrvbv子空間:
r′v=Xgcos-1θ(1-pu)=Xgcos-1θ(1-pv),?gv′=Y(jié)gcos-1θ(1-pu)=Y(jié)gcos-1θ(1-pv)
bv′=Zgcos-1θ(1-pu)=Zgcos-1θ(1-pv)
在劉氏量子態(tài)耦合方程的pvrvgv子空間:
r′v=Xbcos-1θ(1-pu)=Xbcos-1θ(1-pv),?gv′=Y(jié)bcos-1θ(1-pu)=Y(jié)bcos-1θ(1-pv)
bv′=Zbcos-1θ(1-pu)=Zbcos-1θ(1-pv)
第二步,從劉氏量子態(tài)耦合方程到劉氏聲光調(diào)制方程的演變:
在劉氏量子態(tài)耦合方程等號(hào)的左側(cè)是入射光波的三刺激值[λX,λY,λZ]的波粒二象性
信息,根據(jù)方法(9)中的第二步,算出方程左端未知量子態(tài)XYZ的色度坐標(biāo)值xt、yt、zt,即有:
根據(jù)色度學(xué)原理和上式算得的色度坐標(biāo)[xt,yt,zt],將劉氏量子態(tài)耦合方程等號(hào)左端
的三刺激值[λX,λY,λZ]作如下的等效替代:
根據(jù)劉氏基色嵌位方程,當(dāng)驅(qū)動(dòng)坐標(biāo)di和波長λi改變時(shí),存在如下的變化規(guī)律:
∵當(dāng)di=0時(shí),λi=0,∴[X,Y,Z]=[X,Yt,Z],
∵當(dāng)0<di<1時(shí),0<λi<1,
當(dāng)(di=λi=1)時(shí),pi=1,∴[X,Y,Z]=[Xw,Yw,Zw]
由劉氏量子態(tài)耦合方程看到:方程左端的[λX,λY,λZ]應(yīng)作如下的等效替代:
上述替代關(guān)系清楚地看到:三刺激值[λX,λY,λZ]是對未知量子態(tài)XYZ波粒二象性的描
述,參數(shù)[puYw(xt/yt),puYw,puYw(1-xt-yt)/yt]是對振幅和相位信息的描述,參數(shù)[pwX,pwY,
pwZ]是對微觀粒子聲光調(diào)制特性的描述,它還說明參數(shù)pu、參數(shù)λ和灰核參數(shù)三者之間是等
效的;
根據(jù)我們的PCT/CN2011/001729發(fā)明申請,(1-pv)等于黑色的聲子Dl,基于上述分析,可
將上面的劉氏量子態(tài)耦合方程演變成如下所示的正物質(zhì)空間的劉氏聲光調(diào)制方程:
在pvgvbv子空間
在pvrvbv子空間
在pvrvgv子空間
在上面的方程中,電壓驅(qū)動(dòng)值dr=r1/2,dg=g1/2,db=b1/2;
正物質(zhì)空間的劉氏聲光調(diào)制方程具有如下特征:方程的左端記錄了物光波波前的振幅
和相位信息,通過劉氏量子態(tài)耦合方程將波前的空間相位調(diào)制轉(zhuǎn)換為右端的[r,g,b]空間
強(qiáng)度調(diào)制,實(shí)現(xiàn)了裸視4D全息圖像顯示;
方程右端原來的基色量參數(shù)rv′、gv′、bv′意味著灰核或者原子核,它們分別和拍攝端的
三基色ru、gu、bu構(gòu)成映射關(guān)系,因?yàn)楣庾踊蛘?a href='/zhuanli/list-23037-1.html' target='_blank'>電子的本身就是電磁波,因此,rv′、gv′、bv′和ru、gu、bu互相構(gòu)成核磁映射或聲光調(diào)制關(guān)系;
正物質(zhì)空間的劉氏聲光調(diào)制方程是從XYZ-rv′gv′bv′-drdgdb伽瑪校正方程演變而來,繼
承有伽瑪校正功能,排除反平方定律對光波的強(qiáng)度的影響;基于劉氏聲光詮釋給出的量子
態(tài)可克隆結(jié)論,把劉氏量子態(tài)耦合方程左端的[λX,λY,λZ]用[(xt/yt)Y,Y,(1-x-y)Y]替代,
方程中的聲子參數(shù)Du取代了劉氏量子態(tài)耦合方程右端的白色量pv,方程左端的亮度變量Y和
右端的聲子常量D在RGB和XYZ顏色空間形成聲光調(diào)制態(tài)勢,具有核磁共振屬性,參數(shù)Y就是
視覺感受的閃電的亮度,參數(shù)D就是朵聽到的雷聲,由此證明:用劉氏聲光調(diào)制詮釋取代
哥本哈根詮釋是十分必要的;
(12)按照如下的步驟實(shí)施《利用劉氏量子態(tài)耦合方程在常白型TFT?LCD液晶顯示器上
顯示4D全息圖像的方法》:
第一步,當(dāng)觀測者以白色背景為基準(zhǔn)對量子空間進(jìn)行觀測時(shí),白色背景三刺激值
[Rback-w,Gback-w,Bback-w]對量子計(jì)算精確性的影響應(yīng)被納入如下所示的反物質(zhì)空間劉氏聲光
調(diào)制方程;
第二步,根據(jù)方法(8)所述‘純化白光量pu和相位角θ的方法-劉氏白色和相位角校正方
程’,把劉氏伽瑪校正方程左端的三刺激值[λX,λY,λZ]的歸一化函數(shù)表示如下:
當(dāng)劉氏基色嵌位方程中的驅(qū)動(dòng)坐標(biāo)di和波長λi改變時(shí),存在如下的變化規(guī)律:
當(dāng)di=0時(shí),λi=0,[X,Y,Z]=[X,Yt,Z],
當(dāng)0<di<1時(shí),0<λi<1,λX=(xt/yt)Y,λY=Y(jié)t,λZ=[(1-xt-yt)/yt]Y,
當(dāng)(di=λi=1)時(shí),pi=1,[X,Y,Z]=[Xw,Yw,Zw];
上列等式左端的參數(shù)[λX,λY,λZ]記錄了物光波波前的振幅λ和相位信息[X,Y,Z],通過
劉氏量子態(tài)耦合方程將被波長λ調(diào)制的未知量子態(tài)轉(zhuǎn)換成為被右端基準(zhǔn)基色量[r,g,b]調(diào)
制的未知量子態(tài)XYZ,三基色[r,g,b]在波前的未知量子態(tài)是[R,G,B],波長分別等于劉氏白
色嵌位方程的衍生波函數(shù)[λr,λg,λb],在灰色平衡空間內(nèi),劉氏伽瑪校正方程中的灰核參數(shù)
[r′,g′,b′]等效于三刺激值[R,G,B],這意味著未知量子態(tài)RGB和XYZ是在RGB和XYZ色空間
之間互相克隆的,根據(jù)劉氏白色嵌位方程和上述劉氏不等式可知:當(dāng)驅(qū)動(dòng)坐標(biāo)[di]和波長
[λi]改變時(shí),在灰核參數(shù)[rv′,gv′,bv′]、[rv,gv,bv]和實(shí)測三刺激值XYZ之間存在的規(guī)律是:
RGB和XYZ的色度坐標(biāo)[rt,gt,bt]=[xt,yt,zt],標(biāo)定三刺激值[Ro,Go,Bo]=[Xo,Yo,Zo];
第三步,根據(jù)我們的PCT/CN2011/001729發(fā)明專利申請,參數(shù)(1-pv)的密度等于Dl=
Dxyz,參數(shù)pv的密度Dl=Drgb,根據(jù)方法(5)第二步可知:密度參數(shù)Du=-lg(1/pu),以密度變量
橋梁把劉氏量子態(tài)耦合方程轉(zhuǎn)換成如下所示的反物質(zhì)空間劉氏聲光調(diào)制方程:
在pvgvbv子空間
在pvrvbv子空間
在pvrvgv子空間
在上面的方程中,Du=-lg(1/pu),電壓驅(qū)動(dòng)值dr=r1/2,dg=g1/2,db=b1/2
反物質(zhì)空間和正物質(zhì)空間的劉氏量子態(tài)耦合方程相比較,存在兩點(diǎn)不同:參數(shù)(1-pv)和
pv交換了位置,黑色背景三刺激值[Xback-k,Yback-k,Zback-k]被置換為白色背景三刺激值
[Xback-w,Yback-w,Zback-w]:
(13)按照如下的步驟實(shí)施《在技術(shù)上實(shí)現(xiàn)量子計(jì)算機(jī)的方法-構(gòu)造多量子比特計(jì)算邏
輯的劉氏方法》:基于對1,2,3等三個(gè)數(shù)字之間邏輯關(guān)系的理解,采用2進(jìn)制和3進(jìn)制相結(jié)合
的編碼·解碼數(shù)字邏輯構(gòu)造光子計(jì)算機(jī)或基于硬件的量子計(jì)算機(jī),為了達(dá)到在技術(shù)上便于
實(shí)現(xiàn)的目的,客觀需要使計(jì)算機(jī)的某些存儲(chǔ)器和運(yùn)算器是量子化的,即存儲(chǔ)器和運(yùn)算器操
作的量子比特?cái)?shù)據(jù)是采用3進(jìn)制編碼的,然后再將3進(jìn)制編碼轉(zhuǎn)換成2進(jìn)制編碼,并由經(jīng)典的
2進(jìn)制計(jì)算機(jī)執(zhí)行復(fù)雜的計(jì)算任務(wù)、完成操作指令、程序描述和程序控制等任務(wù),所以計(jì)算
機(jī)的核心部分是3進(jìn)制編碼,執(zhí)行部分是2進(jìn)制編碼;具體方法是:把3進(jìn)制的每個(gè)字節(jié)規(guī)定
為9比特,每個(gè)正方形像素規(guī)定為18x18=324個(gè)胞元,字長規(guī)定為27-81比特,把圖像的灰度
4 2
級(jí)規(guī)定為324級(jí),這時(shí),10進(jìn)制的324(10)=3 x2 ,2進(jìn)制的324=110001011,3進(jìn)制的324=
102222,10進(jìn)制的325的二進(jìn)制編碼是101001100,3進(jìn)制編碼是110000,324的因子是2和3,
采用10進(jìn)制的目的是為背景態(tài)的存在和消失留下孔隙,這和正物質(zhì)空間量子化正方程與反
物質(zhì)空間量子化方程的邏輯關(guān)系是完全吻合的;關(guān)于量子計(jì)算的精確度用如下所示的劉氏
分辨率公式進(jìn)行描述,設(shè)分辨率為Ndef,則量子計(jì)算的精確度和周期數(shù)n的變化相關(guān):在常黑
型顯示器上顯示電視圖像時(shí),顯示器是在正物質(zhì)空間工作,這時(shí),[ni]≡[1,2,3,4,5,6,7],根據(jù)劉氏基色嵌位方程,應(yīng)當(dāng)用下式計(jì)算亮線光譜a的分辨率Ndef:
Ndef=[2*ni+1]×[34*22],左式中[ni]=[1,2,3,4,5,6,7],構(gòu)成15維時(shí)空;
在常白型顯示器上顯示電視圖像時(shí),顯示器是在反物質(zhì)空間工作,根據(jù)電視原理,等T
白、紅綠藍(lán)三基色及其補(bǔ)色青品紅黃的色度不會(huì)受非線性的影響,[ni]≡[1,2,3,4,5,6,
7],根據(jù)劉氏基色嵌位方程,應(yīng)用下式計(jì)算暗線光譜at的分辨率:Ndef=[2*ni]×[34*22],變
成為14維時(shí)空;
把上面所示的公式稱為劉氏量子計(jì)算邏輯式,式中:下標(biāo)def指明字符Ndef是一個(gè)用10
進(jìn)制數(shù)表示的分辨率數(shù)據(jù),因數(shù)32表示每個(gè)3進(jìn)制字節(jié)的字位數(shù),因數(shù)22是為了適應(yīng)反平方
律和2-3進(jìn)制轉(zhuǎn)換的需要;
在方法(2)中給出了判斷未知量子態(tài)XYZ所在子顏色空間的方法;方法(2)和實(shí)現(xiàn)量子
(和光子)計(jì)算機(jī)的主要數(shù)字邏輯電路密切相關(guān):只需要把“擇大-擇小”數(shù)字邏輯電路、伽瑪
校正電路和矩陣轉(zhuǎn)換電路(或光路)應(yīng)用到量子計(jì)算網(wǎng)絡(luò)中,就能夠高效地實(shí)現(xiàn)2進(jìn)制,3進(jìn)
制和10進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換,成為實(shí)用的、高速的光子計(jì)算機(jī)或量子計(jì)算機(jī)。

說明書全文

實(shí)現(xiàn)量子計(jì)算機(jī)、量子通訊、裸視4D全息電視機(jī)系統(tǒng)的方法

一,技術(shù)領(lǐng)域

[0001] 屬于量子計(jì)算機(jī),量子通訊和裸視4D全息電視顯示技術(shù)領(lǐng)域。二,背景技術(shù)
[0002] 量子通訊和裸視4D電視是被廣泛關(guān)注的技術(shù)領(lǐng)域,但迄今為止,由于構(gòu)造多量子比特計(jì)算網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)和校正消相干的技術(shù)還不成熟,量子計(jì)算方法未獲突破,所以量子計(jì)
算和量子通訊的實(shí)際應(yīng)用受到阻礙;與量子通訊技術(shù)密切相關(guān)的是3D和本發(fā)明的4D電視技
術(shù),到目前為止,廉價(jià)、實(shí)用的裸視彩色電視機(jī)還沒有進(jìn)入千家萬戶,家用電視機(jī)仍然是以
佩帶助視器件為主流,但是,用戶對佩戴助視器件觀看電視越來越不感興趣;電視圖像是一
種供視覺觀看的、與視覺心理學(xué)相關(guān)聯(lián)的視聽產(chǎn)品,觀看質(zhì)量的優(yōu)劣必須由視覺作最后仲
裁,而傳輸模擬電視信號(hào)的NTSC、PAL和SECAM三大制式明顯偏離圖像保真原則,這對于一般
電視用戶來說尚可原諒,但對于醫(yī)學(xué)圖像、星際通訊圖像來說,卻是不可忽視的大問題;用
傳統(tǒng)的NTSC、PAL和SECAM制式傳輸圖像信息還有數(shù)據(jù)量大、帶寬受限的弊端,伴隨著多媒體
電視技術(shù)的迅速發(fā)展,圖像輸出設(shè)備的種類也越來越多,圖像處理速度明顯出現(xiàn)瓶頸,因
此,量子計(jì)算邏輯、量子通訊技術(shù)和圖像多維顯示技術(shù)已經(jīng)成為一種迫切需要,本發(fā)明的目
標(biāo)就是綜合性地解決這三個(gè)交叉技術(shù)所遇到的困難,創(chuàng)造一種實(shí)用、價(jià)廉的能夠?yàn)橛脩魳?br>于接受的、以量子計(jì)算、量子通訊技術(shù)為支撐的4D電視機(jī)系統(tǒng),它能夠大大提高圖像的處
理、傳輸效率和多維圖像的顯示質(zhì)量,而成本卻反而降低,能夠取得一舉多得的功效。
[0003] 本發(fā)明是我們的公布號(hào)為Pub.No.:WO/2012/116468、申請號(hào)為PCT/CN2011/001729以及PCT/CN2012/073178等發(fā)明申請的續(xù)篇,這些申請各有側(cè)重,但都和本發(fā)明存在
密切關(guān)系。
三,發(fā)明內(nèi)容
[0004] 1.量子化物光波三刺激值XYZ的方法
[0005] 目的:
[0006] 傳統(tǒng)的電視圖像通訊方法是以NTSC、PAL、SECAM三大電視制式為工具將攝像機(jī)拍攝的RGB信號(hào)向接收端傳送,為了從根本上克服傳統(tǒng)制式的弊端,本發(fā)明采用量子計(jì)算、量
子通訊方法傳輸和計(jì)算prgb四維彩色圖像信息,其中涉及的第一個(gè)關(guān)鍵問題是:如何把物
光波的三刺激值XYZ表達(dá)成用量子比特表示的信息。
[0007] 1)什么是量子信息:
[0008] 1900年底,普朗克發(fā)現(xiàn):振動(dòng)著的帶電微粒的能量,只能是某一最小能量值ε的整數(shù)倍數(shù),這個(gè)不可再分的最小能量值ε叫做量子,它是可以一個(gè)一個(gè)計(jì)數(shù)的微小單元,所以
量子通訊可以說是以某種量子信息單位進(jìn)行通訊。為了達(dá)到量子通訊的目的,本發(fā)明首先
把物光波的三刺激值數(shù)據(jù)XYZ用量子信息表示出來,然后用量子比特作為計(jì)算、傳輸和顯示
四維彩色圖像的依據(jù)。
[0009] 量子信息和經(jīng)典信息的根本區(qū)別是:經(jīng)典信息是用二進(jìn)制0或1組成的數(shù)字串表示,其信息單元稱為“比特”,與經(jīng)典信息不同的是,量子學(xué)是以‘“量子比特”作為信息單元。
量子信息所涉及的對象是微觀粒子,如光子、電子等,因?yàn)槲⒂^粒子具有波粒二相性,所以
量子信息是由經(jīng)典信息和量子信息兩個(gè)部分組成的,如果以“量子比特”作為信息單元,那
么“信息”就被量子化為量子狀態(tài);量子狀態(tài)的粒子和經(jīng)典粒子的區(qū)別是:兩個(gè)經(jīng)典粒子分
離之后就失去關(guān)聯(lián),量子粒子的情況則不同,不論空間分離多開,兩個(gè)粒子仍然存在著量子
關(guān)聯(lián),即量子學(xué)所說的是處在糾纏狀態(tài),對其中一個(gè)粒子施加的作用必然會(huì)影響到與其糾
纏的另一個(gè)粒子,生成和處理糾纏態(tài)的操作是量子學(xué)的核心方法,量子化的目的就是利用
(5)
這種糾纏狀態(tài)完成經(jīng)典信息所不能獨(dú)立完成的任務(wù) 。
[0010] 請注意:因?yàn)榱孔訉W(xué)所使用的某些符號(hào),如狄拉克Dirac符號(hào),并不為多數(shù)的工程技術(shù)人員所熟悉,使用這些符號(hào)無助于對本發(fā)明的理解和掌握,所以本發(fā)明本著“一切為了
實(shí)用”的宗旨,避免難懂的理論解說,避免使用Dirac符號(hào),以期達(dá)到學(xué)了就能用的實(shí)效。
[0011] 在可見光譜內(nèi),任何一個(gè)顏色可以用物光波三刺激值XYZ進(jìn)行量化描述,XYZ是由三基色r、g、b經(jīng)線性轉(zhuǎn)換得到的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù),涉及到紅、綠、藍(lán)3種基本粒子的復(fù)雜糾纏關(guān)系,
如何理清這種糾纏關(guān)系和建立三刺激值XYZ的量子化方程是對XYZ進(jìn)行量子化處理的關(guān)鍵
步驟之一。
[0012] 2)生成未知量子態(tài)的預(yù)備步驟:(16)(16)(17)
[0013] 由CCD電視攝像機(jī)拍攝的物光波信號(hào)是用RGB顏色空間的數(shù)據(jù)表示的,因?yàn)殡娨?、?jì)算機(jī)或者手機(jī)所使用的顯示設(shè)備都是在CIEXYZ顏色空間工作的,所以要用如下的矩陣方
程把RGB顏色數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成為用XYZ表示的數(shù)據(jù)(1)(6):
[0014]
[0015] 本發(fā)明是以XYZ數(shù)據(jù)作原始數(shù)據(jù)開始工作的,傳統(tǒng)的理解是:由CCD攝像機(jī)獲取的三刺激值XYZ記錄了物光波的紅、綠、藍(lán)三色刺激強(qiáng)度,屬于二維平面圖像數(shù)據(jù),實(shí)際上,這
種說法并不正確,來自CCD攝像機(jī)的三刺激值XYZ不僅包含有光波的刺激強(qiáng)度信息,而且也
包含有相位信息,本發(fā)明之所以要把CCD攝像機(jī)拍攝的光波信號(hào)進(jìn)行量子化處理,其目的就
是從三刺激值XYZ中挖掘圖像信號(hào)的量子比特信息,包括強(qiáng)度和相位兩種信息,然后傳輸和
顯示量子比特信息,使圖像信號(hào)回歸到“波粒二象性”的本來面目。
[0016] 3)為未知量子態(tài)XYZ生成糾纏態(tài)的預(yù)備步驟-用劉氏分割方程對XYZ進(jìn)行歸一化處理:
[0017] 直觀地說,在既定的白光照明環(huán)境里,觀察者如果是面對一個(gè)黑色背景觀察物體時(shí),那么觀察者就是在正物質(zhì)空間里處理量子學(xué)問題,反之,如果觀察者面對的是一個(gè)白色
背景觀察物體,那么觀察者就是在反物質(zhì)空間里處理量子學(xué)問題。按照量子學(xué)的觀點(diǎn),在用
CCD攝像機(jī)拍攝和輸出光波的三刺激值XYZ時(shí),因?yàn)槲锕獠?a href='/zhuanli/list-18455-1.html' target='_blank'>接觸到了CCD原件,即接觸到了宏
觀物體,物光波突然出現(xiàn)“波包塌縮”現(xiàn)象,這時(shí),三刺激值XYZ只記錄了光子的粒子性信息,
丟失了其中的波動(dòng)性信息,但是本發(fā)明認(rèn)為:三刺激值XYZ就是量子學(xué)所說的一個(gè)“未知的
量子態(tài)”,并不是物光波接觸到CCD元件后、波包塌縮后的剩余信息,光波在進(jìn)入CCD晶體中
之后,由于被分解成透射和折射成分,光子的波動(dòng)信息很快就隱藏到粒子性信息“背后”去
了,采取適當(dāng)?shù)拇胧┚涂梢宰尡緛怼翱床坏健钡牟▌?dòng)信息暴露原形,達(dá)到精確量子化XYZ的目
的。
[0018] (1)在正物質(zhì)空間對未知量子態(tài)XYZ實(shí)施歸一化的方法-劉氏正物質(zhì)空間的劉氏分割方程
[0019] 本發(fā)明把像素的三刺激值XYZ看成是一個(gè)未知量子態(tài),因?yàn)樗牧孔颖忍匦畔⑹俏粗模孔踊碳ぶ礨YZ的首要步驟是用劉氏分割方程對三刺激值XYZ進(jìn)行預(yù)處理。在
我們的申請?zhí)枮镻CT/CN2011/000327、申請的公布數(shù)據(jù)為WO2012/116468ZH?2012.09.07的
專利申請中,給出過一個(gè)稱為劉氏分割方程的子發(fā)明,在本發(fā)明中我們要利用劉氏分割方
程對未知量子態(tài)XYZ進(jìn)行預(yù)處理操作,藉此達(dá)到從XYZ中提取白色量數(shù)據(jù)pu和基色量ru、gu、
bu等4種數(shù)據(jù)的目的,但是我們并不把它們作為電視信號(hào)進(jìn)行傳送,我們只是把參數(shù)ru、gu、
bu作為計(jì)算物光波相位信息θ的原始參數(shù),向接收端傳送的參數(shù)只有白色量pu和相位θ的
數(shù)據(jù),借助白色量pu和相位信息θ間接傳輸三基色信號(hào)XYZ是本發(fā)明的特征之一。
[0020] 劉氏分割方程是一個(gè)對XYZ進(jìn)行分割的預(yù)處理工具,還不能得到最終的“量子比特”表達(dá)式,但通過它可以演變出更直觀、更方便的量子化參數(shù),因?yàn)榭梢姽庾V是一條以波
長順序排列起來的彩色光帶,可分為高頻、中頻和低頻三個(gè)波段,劉氏分割方程把這個(gè)完整
的顏色空間分割成為三個(gè)子顏色空間,它們分別是pugubu子空間、purubu子空間和purugu子空
間,對于同一組三刺激值XYZ來說,在不同的子空間內(nèi)是用不完全相同的自變量參數(shù)進(jìn)行描
述的:
[0021] 在pugubu子空間,自變量的參數(shù)是pu、gu和bu:
[0022]
[0023] 在purubu子空間,自變量的參數(shù)是pu、ru和bu:
[0024]
[0025] 在purugu子空間,自變量的參數(shù)是pu、ru和gu:
[0026]
[0027] 上面的劉氏分割方程是由三個(gè)3元二次方程組構(gòu)成的方程組合,每一個(gè)方程組的左端都是CCD攝像機(jī)拍攝的同一個(gè)像素的三刺激值,用量子學(xué)的語言說,每一個(gè)方程組的左
端都是用XYZ表示的未知量子態(tài),右端是由前后兩個(gè)部分組成,在視覺光譜范圍內(nèi),每一個(gè)
方程組都把顏色XYZ分割成比例為(1-pu)的彩色成分和比例為pu的白色成分;劉氏分割方程
把視覺光譜內(nèi)的顏色按照波長遞增的順序分割成為三段,用第一個(gè)方程組描述短波區(qū)域內(nèi)
所有顏色XYZ,這是一些由綠基色gu、藍(lán)基色bu和白色量pu用加色法合成的顏色,可以把這一
波段內(nèi)的顏色歸類為pugubu子色域的顏色;
[0028] 用第二個(gè)方程組描述中波區(qū)域內(nèi)所有顏色,這是一些由紅基色ru、藍(lán)基色bu和白色量pu用加色法合成的顏色,所以把這一波段內(nèi)的顏色歸類為purubu子色域的顏色;用第三個(gè)
方程組描述長波區(qū)域內(nèi)所有顏色,這是一些由紅基色ru、綠基色gu和白色量pu用加色法合成
的顏色,所以把這一段內(nèi)的顏色稱為purugu子色域的顏色。三刺激值[Xback-k,Yback-k,Zback-k]表示常黑型顯示器背景色的實(shí)測三刺激值,下面將會(huì)涉及常白型顯示器背景色的實(shí)測三刺
激值[Xback-w,Yback-w,Zback-w],三刺激值[Xw,Yw,Zw]表示用等量三基色加色合成的等能白光成分的三刺激值,一般規(guī)定它等于標(biāo)準(zhǔn)D65照明的三刺激值,這也就是說:1個(gè)單位的紅光加上1
個(gè)單位的綠光,再加上1個(gè)單位的藍(lán)光,結(jié)果得到1個(gè)單位的白光,由此可得出一個(gè)結(jié)論:用
等量三基色相加合成白光時(shí),遵循的是3進(jìn)制編碼規(guī)律;在合成標(biāo)準(zhǔn)色溫的白光[Xw,Yw,Zw]
時(shí),三基色[r,g,b]成分的單位三刺激值分別是[Xr,Yr,Zr],[Xg,Yg,Zg],[Xb,Yb,Zb],把它們規(guī)定為每種基色的單位基色量;[Xc,Yc,Zc],[Xm,Ym,Zm],[Xy,Yy,Zy]分別表示青、品紅和黃色的三刺激值,它們分別是等能的[綠+藍(lán)],[紅+藍(lán)],[紅+綠]單位基色相加色合成的間色,也
就是說,1個(gè)單位的綠光加上1個(gè)單位的藍(lán)光就生成1個(gè)單位的青色光,1個(gè)單位的紅光加上1
個(gè)單位的藍(lán)光就生成1個(gè)單位的品紅色光,1個(gè)單位的紅光加上1個(gè)單位的綠光就生成1個(gè)單
位的黃色光,由此又可得出一個(gè)結(jié)論:用三基色合成間色時(shí),遵循的是經(jīng)典計(jì)算機(jī)的2進(jìn)制
編碼規(guī)律,由此可見:光譜上所有顏色的集合遵循的是2進(jìn)制和3進(jìn)制互換的量子編碼規(guī)律。
[0029] 請?zhí)貏e注意,本發(fā)明規(guī)定:三刺激值[Xback-k,Yback-k,Zback-k]、[Xback-w,Yback-w,Zback-w]、[Xw,Yw,Zw]、[Xr,Yr,Zr]、[Xg,Yg,Zg]、[Xb,Yb,Zb]、[Xc,Yc,Zc]、[Xm,Ym,Zm]、[Xy,Yy,Zy]等9組三刺激值是發(fā)送端和接收端共用的9組已知標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù);劉氏分割方程中的[puXw,puYw,puZw]表示白色量pu=1時(shí)的三刺激值,其目的是利用數(shù)據(jù)[puXw,puYw,puZw]自動(dòng)提取包含在
未知量子態(tài)XYZ中的白色量pu,9組數(shù)據(jù)態(tài)和用劉氏分割方程自動(dòng)提取白色量的舉措實(shí)際是
為拍攝空間和顯示空間提供可資利用的交集,按照量子論的觀點(diǎn),拍攝和顯示空間是兩個(gè)
平行空間,交集所構(gòu)成的數(shù)據(jù)態(tài)是為未知量子態(tài)XYZ實(shí)現(xiàn)“時(shí)空穿越”提供通行的方便。通過
求解劉氏分割方程,可以在三個(gè)子色域得到基色量ru、gu、bu和白色量pu等4種量子參數(shù)的量
子態(tài),這是對未知量子態(tài)XYZ實(shí)施量子化的一個(gè)關(guān)鍵步驟,劉氏分割方程的功能類似于在我
們公布號(hào)為Pub.No.:WO/2012/116468發(fā)明申請中給出的劉氏基色嵌位方程,劉氏分割方程
實(shí)際也是一種嵌位方程,通過劉氏分割方程的嵌位處理,也使pu、ru、gu、bu被正規(guī)化為0到1
之間的量子分割數(shù)據(jù),藉此為建立劉氏量子化方程創(chuàng)造必要和充分的條件。
[0030] (2)在反物質(zhì)空間對未知量子態(tài)XYZ實(shí)施歸一化的方法-反物質(zhì)空間的劉氏分割方程:
[0031] 液晶顯示器有常白型和常黑型兩種基本工作模式,在常白型狀態(tài)下工作的顯示器,例如計(jì)算機(jī)和手機(jī)的顯示屏就是采用常白型工作模式,這和電視機(jī)顯示器的工作模式
恰恰相反,假定把常黑型顯示器工作的顏色空間叫做正物質(zhì)顏色空間,那么常白型顯示器
就是在相反顏色空間工作的,在反物質(zhì)顏色空間內(nèi)對XYZ進(jìn)行量子化預(yù)處理時(shí),需要使用如
下所示的反物質(zhì)空間劉氏分割方程:
[0032] 在pugubu子空間
[0033]
[0034] 在purubu子空間
[0035]
[0036] 在purugu子空間
[0037]
[0038] 反物質(zhì)空間劉氏分割方程和前述正物質(zhì)空間劉氏分割方程的區(qū)別僅在于顯示器的背景顏色由黑色三刺激值[Xback-k,Yback-k,Zback-k]變?yōu)榘咨碳ぶ礫Xback-w,Yback-w,
Zback-w],其它參數(shù)的含義和劉氏正物質(zhì)空間分割方程子發(fā)明中的含義完全一致,三刺激值
[Xback-w,Yback-w,Zback-w]和劉氏正物質(zhì)空間分割方程中所述的9組三刺激值[Xback-k,Yback-k,Zback-k]、[Xback-w,Yback-w,Zback-w]、[Xw,Yw,Zw]、[Xr,Yr,Zr]、[Xg,Yg,Zg]、[Xb,Yb,Zb]、[Xc,Yc,Zc]、[Xm,Ym,Zm]、[Xy,Yy,Zy]完全相同,白色成分比例變?yōu)?1-pu),彩色成分比例為pu,結(jié)論:設(shè)置9種標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)態(tài)和pu、ru、gu、bu等4種量子參數(shù)的量子態(tài)是本發(fā)明為未知量子態(tài)XYZ提供的“時(shí)
空穿越”本領(lǐng)的特有方法。
[0039] 4)在正物質(zhì)空間內(nèi)量子化未知量子態(tài)XYZ的方法-劉氏量子化正方程
[0040] 目的和用途:
[0041] 劉氏量子化正方程和反方程都涉及到量子糾纏態(tài)生成技術(shù)和子色域分割技術(shù),利用糾纏態(tài)和子色域分割技術(shù)是為了實(shí)現(xiàn)量子計(jì)算的并行處理技術(shù),糾纏態(tài)和子色域分割技
術(shù)能夠提高圖像的處理、傳輸效率和多維圖像的顯示質(zhì)量,而成本卻反而降低,以劉氏分割
方程為工具算得的pu、ru、gu、bu為基礎(chǔ)可以演化出如下所示的劉氏量子化方程:
[0042] 正物質(zhì)空間劉氏量子化方程的格式:
[0043] 量子化的目的是把未知量子態(tài)XYZ表示成用量子比特表示的格式,體現(xiàn)出未知量子態(tài)XYZ的波粒二象性、狀態(tài)共存和其它的量子學(xué)特性,把子發(fā)明1給出的劉氏分割方程改
變成如下的格式,就成為如下所示的正物質(zhì)空間劉氏量子化方程:
[0044] 在pugubu子空間:R=(Yb2+Yc2)1/2,tgθ=bu/gu,sinθ=Y(jié)b/R,cosθ=Y(jié)c/R
[0045]
[0046] 在purubu子空間:G=(Yr2+Ym2)1/2,tgθ=ru/bu,sinθ=Y(jié)r/G,cosθ=Y(jié)m/G
[0047]
[0048] 在purugu子空間:B=(Yg2+Yy2)1/2,tgθ=gu/ru,sinθ=Y(jié)g/B,cosθ=Y(jié)y/B
[0049]
[0050] 在劉氏量子化方程中,[puXw,puYw,puZw]是量子比特的經(jīng)典信息部分,白色量pu表現(xiàn)出物光波XYZ具有的粒子性質(zhì),在量子學(xué)中,經(jīng)典信息是可以通過測量獲取的信息,本發(fā)
明把單位白色量設(shè)定為標(biāo)準(zhǔn)照明的三刺激值,例如D65光源的標(biāo)準(zhǔn)三刺激值[Xw,Yw,Zw],籍
此可以方便、準(zhǔn)確地計(jì)算出白色量pu,當(dāng)然也可以根據(jù)不同的需要選用其它的色溫?cái)?shù)據(jù)。在
劉氏量子化方程中,在等號(hào)右端、加號(hào)前面的多項(xiàng)式就是量子比特的量子信息成分,其中的
相位角θ是利用已經(jīng)算得的ru,gu,bu數(shù)據(jù)間接計(jì)算出來的,θ的正弦和余弦數(shù)值明確地表現(xiàn)
出物光波XYZ所具有的波動(dòng)性質(zhì),經(jīng)典信息部分和量子信息部分所表示的信息通過白色量
參數(shù)pu和(1-pu)構(gòu)造成互補(bǔ)關(guān)系,只要算得pu數(shù)據(jù),也就知道了其它顏色光子的振幅(1-
pu);再進(jìn)一步觀察劉氏量子化方程可知,白色光子還通過(1-Rsinθ)(1-Rcosθ),(1-Gsinθ)
(1-Gcosθ),(1-Bsinθ)(1-Bcosθ)和背景三刺激值[Xback-k,Yback-k,Zback-k]生成糾纏狀態(tài),由此可見,劉氏量子化方程一共給出了9種糾纏狀態(tài)和形成多個(gè)量子比特,劉氏量子化方程能
準(zhǔn)確地描述微觀粒子的“波粒二象性”。
[0051] 微觀粒子還具有“隧道穿越”特性,劉氏量子化方程同時(shí)還描述了“隧道穿越”特性,例如:紅色亞光子可以穿越子色域之間的壁壘,從purugu子空間進(jìn)入到purubu子空間;藍(lán)
色亞光子可以穿越子色域之間的壁壘,從purubu子空間進(jìn)入到pugubu子空間;由于微觀粒子
的“隧道穿越”特性,從而使量子信息以相同的糾纏態(tài)存在于兩個(gè)不同的子空間內(nèi),表現(xiàn)出
“狀態(tài)共存”特性。
[0052] 2.通過“觀測”確定量子所在空間的方法(3)(5)(6)(14):
[0053] 假定按照一定的步距把白色量pu劃分成324級(jí),這意味著圖像的灰度級(jí)是324級(jí),那么通過比較歸一化后的三刺激值XYZ的相對大小,就能夠確定未知量子態(tài)XYZ實(shí)際所在的
子空間,具體做法和步驟如下所述:
[0054] (1)將三刺激值X、Y、Z分別除以照明白色的三刺激值(Xw+Yw+Zw),即對三刺激值X、Y、Z進(jìn)行歸一化處理,使之變成標(biāo)定態(tài)三刺激值Xo、Yo、Zo;
[0055] (2)用擇大-擇小邏輯電路或光路比較三刺激值Xo,Yo和Zo的相對大小,找出其中的最大值和最小值,以最大值和最小值為判據(jù)確定三刺激值X,Y和Z所在的子空間,除非是在
Xo=Y(jié)o=Zo的狀態(tài),總可以比較出相對大小來,即使在Xo=Y(jié)o=Zo的中性灰色狀態(tài),也不破壞
這里敘述的規(guī)則;
[0056] (3)如果Xo值是最小值和Zo值是最大值,那么未知量子態(tài)XYZ就在pugubu子空間,紅色亞光子ru的能量被青色亞光子c吸收,于是白色成分增加,黑色成分減少,這時(shí)應(yīng)該選用
pugubu型劉氏量子化正方程計(jì)算包含在XYZ中的白色量pu和基色成分gu,bu的數(shù)值;
[0057] (4)如果Yo值是最小值和Xo值是最大值,那么未知量子態(tài)XYZ就在purubu子空間,綠色亞光子gu的能量被品紅色亞光子m吸收,于是白色成分增加,黑色成分減少,這時(shí)應(yīng)該選
用purubu型劉氏量子化正方程計(jì)算包含在X、Y和Z中的白色量pu和基色成分ru,bu的數(shù)值;
[0058] (5)如果Zo值是最小值和Yo值是最大值,那么未知量子態(tài)XYZ就在purugu子空間,藍(lán)色亞光子bu的能量被黃色亞光子y吸收,于是白色成分增加,黑色成分減少,這時(shí)應(yīng)該選用
purugu型劉氏量子化正方程計(jì)算包含在X、Y和Z中的白色量pu和基色成分ru,gu的數(shù)值;
[0059] 只要pu灰度級(jí)數(shù)不是很少,這里所說的方法就是十分準(zhǔn)確的。
[0060] 3.在反物質(zhì)空間內(nèi)量子化未知量子態(tài)XYZ的方法-劉氏量子化反方程(7)(8):
[0061] 目的和用途:反物質(zhì)空間劉氏量子化反方程的實(shí)質(zhì)是在與正物質(zhì)空間反相的顏色空間對量子糾纏關(guān)系的描述和歸納,劉氏量子化反方程和劉氏量子化正方程相輔相成,共
同處理微觀和宏觀粒子世界的量子化問題。
[0062] 原理:光波是與視覺聯(lián)系在一起的,觀察背景色是在“黑色”狀態(tài)還是在“白色”狀態(tài)以及觀察時(shí)所使用“照明光源”的色溫都和觀測到的結(jié)果密切相關(guān),假定這三種狀態(tài)的三
刺激值分別是[Xback-k,Yback-k,Zback-k],[Xback-w,Yback-w,Zback-w],[Xw,Yw,Zw],那么可以發(fā)現(xiàn):劉氏量子化反方程和劉氏量子化正方程的相位結(jié)構(gòu)恰恰相反,這三組三刺激值為[pu,r,g,b]
和[(1-pu),r,g,b]四維量子空間提供了一個(gè)穩(wěn)定的支撐平面,缺少其中一個(gè),量子空間也
是不穩(wěn)定的。
[0063] 劉氏量子化反方程和子發(fā)明1-4)中給出的劉氏量子化正方程統(tǒng)稱劉氏量子化方程,從量子計(jì)算的角度考慮,兩種劉氏量子化方程都具有潛在的2、3進(jìn)制相融合的計(jì)算功
能,因?yàn)?1個(gè)紅基色光子+1個(gè)綠基色光子=1個(gè)黃基色光子)、(1個(gè)綠基色光子+1個(gè)藍(lán)基色
光子=1個(gè)青基色光子)、(1個(gè)紅基色光子+1個(gè)藍(lán)基色光子=1個(gè)品紅基色光子),(1個(gè)紅基
色光子+1個(gè)綠基色光子+1個(gè)藍(lán)基色光子=1個(gè)白基色光子),正是基于這樣的規(guī)律,才能夠
從劉氏基色嵌位方程的格式演變到劉氏量子化方程的格式,這種演變不僅僅是方程格式的
簡化,而是綜合考慮了量子計(jì)算和量子疊加與實(shí)際物理狀態(tài)的潛在關(guān)系
[0064] 在反物質(zhì)空間劉氏量子化反方程的格式:
[0065] 由于青色亞光子、品紅色亞光子、黃色亞光子分別和紅色亞光子、綠色亞光子、藍(lán)色亞光子是互補(bǔ)糾纏態(tài),所以完整的劉氏量子化方程還包括如下的劉氏反物質(zhì)空間量子化
方程的格式:
[0066] pugubu子空間:R=(Yb2+Yc2)1/2,tgθ=bu/gu,sinθ=Y(jié)b/R,cosθ=Y(jié)c/R
[0067]
[0068] 在purubu子空間:G=(Yr2+Ym2)1/2,tgθ=ru/bu,sinθ=Y(jié)r/G,cosθ=Y(jié)m/G
[0069]
[0070] 在pwrugu子空間:B=(Yg2+Yy2)1/2,tgθ=gu/ru,sinθ=Y(jié)g/R,cosθ=Y(jié)y/R
[0071]
[0072] 本方法的優(yōu)勢:
[0073] 劉氏量子化方程認(rèn)為:兩種不同的背景態(tài)和觀察量子空間所使用的照明態(tài)是為量子空間提供穩(wěn)定性的充分必要條件,藉此系統(tǒng)地歸納出白光與紅、綠、藍(lán)、黃、品紅和青色亞
光子之間在正物質(zhì)空間和反物質(zhì)空間的量子糾纏關(guān)系,為構(gòu)建多量子比特的量子計(jì)算邏輯
網(wǎng)絡(luò)提供了有效的技術(shù)實(shí)現(xiàn)途徑,也為建立劉氏p-rgb矢量空間、實(shí)施白光量子通信技術(shù)及
裸視全息電視圖像奠定了基礎(chǔ)。
[0074] 4.生成雙目互補(bǔ)視差圖像的方法-3進(jìn)制算法邏輯的視覺生理學(xué)原理(4)(13)(14)
[0075] 目的和原理:利用雙目不但能夠觀察宏觀世界,通過分析雙目視差功能還能演繹微觀量子世界,本發(fā)明的目的是利用劉氏雙目視差方程把立體的宏觀世界融合在人的潛意
識(shí)之內(nèi),進(jìn)而利用劉氏量子態(tài)耦合方程實(shí)現(xiàn)基色量子態(tài)灰核參數(shù)[r′,g′,b′]的直接替代,
藉此達(dá)到在“平行世界”內(nèi)復(fù)制原物映像的目的(12)(13)。
[0076] 1)在正物質(zhì)空間內(nèi)為劉氏量子化方程生成雙目互補(bǔ)視差圖像的方法
[0077] 方法,步驟和用途:
[0078] 第1步,在劉氏量子化正方程的右端,把加號(hào)前面所表示的量子疊加態(tài)移動(dòng)到方程的左端,把加號(hào)后面的白色部分留在原處,方程變成如下格式:
[0079] pugubu子空間:R=(Yb2+Yc2)1/2,tgθ=bu/gu,sinθ=Y(jié)b/R,cosθ,cosθ=Y(jié)c/R
[0080]
[0081] 在purubu子空間:G=(Yr2+Ym2)1/2,tgθ=ru/bu,sinθ=Y(jié)r/G,cosθ=Y(jié)m/G
[0082]
[0083] 在purugu子空間:B=(Yg2+Yy2)1/2,tgθ=gu/ru,sinθ=Y(jié)g/B,cosθ=Y(jié)y/B
[0084]
[0085] 第2步,在上面所得格式的基礎(chǔ)上,分離出紅、綠、藍(lán)等3種基色光子的三刺激值,方程又被演變成如下所示的格式,這個(gè)方程被稱為劉氏雙目互補(bǔ)視差方程:
[0086] pugubu子空間:R=(Yb2+Yc2)1/2,tgθ=bu/gu,sinθ=Y(jié)b/R,cosθ,cosθ=Y(jié)c/R
[0087]
[0088] 在purubu子空間:G=(Yr2+Ym2)1/2,tgθ=ru/bu,sinθ=Y(jié)r/G,cosθ=Y(jié)m/G
[0089]
[0090] 在purugu子空間:B=(Yg2+Yy2)1/2,tgθ=gu/ru,sinθ=Y(jié)g/B,cosθ=Y(jié)y/B
[0091]
[0092] 為便于敘述本發(fā)明把上面的方程稱為劉氏雙目互補(bǔ)視差方程,用下標(biāo)R指示括號(hào)內(nèi)表示的三刺激值分別是紅、綠、藍(lán)等三種單個(gè)基色亞光子的三刺激值。
[0093] 劉氏雙目互補(bǔ)視差方程的用途
[0094] (1)在上面三個(gè)方程組等號(hào)的左側(cè),第1個(gè)帶下標(biāo)L括號(hào)內(nèi)的函數(shù)式表示左眼看到的顏色,第2個(gè)帶下標(biāo)R方括號(hào)內(nèi)的函數(shù)式表示右眼看到的顏色,在方程組的右端,是標(biāo)準(zhǔn)白
光的三刺激值[puXw,puYw,puZw],而[puXw,puYw,puZw]是由pu決定的白色三刺激值,所以左眼
和右眼看到的顏色實(shí)際是互補(bǔ)的顏色對[c,r]、[m,g]、[y,b],根據(jù)視覺生理學(xué)原理,在可分
辨的視場角范圍內(nèi),如果雙目看到兩個(gè)顏色互補(bǔ)的并列像素,那么雙目視覺會(huì)被大腦融合
成一個(gè)具有立體感的像素,如果把左右眼看到的顏色互補(bǔ)的并列像素顯示在光柵3D顯示器
上,不用佩戴3D助視器件就可以觀看立體電視,但光柵3D顯示并不是一種很好的方案,如果
利用子發(fā)明11所述的劉氏量子態(tài)耦合方程和LC-SLM顯示器顯示大腦得到的綜合顏色,那么
劉氏量子態(tài)耦合方程就能夠把空間相位θ調(diào)制的未知量子態(tài)XYZ轉(zhuǎn)換成被強(qiáng)度參數(shù)r、g、b調(diào)
制的未知量子態(tài),也就是說能夠生成裸視全息圖像,這是效果最佳的方案,這是劉氏雙目互
補(bǔ)視差方程的第1個(gè)用途;
[0095] (2)如果從量子計(jì)算邏輯角度考察劉氏雙目互補(bǔ)視差方程,那么,不管從視覺生理學(xué)的角度還是從不同編碼制度互換的角度考慮,劉氏雙目互補(bǔ)視差方程都能夠體現(xiàn)出來,
對于pugubu,purubu,purugu等不同格式的劉氏雙目互補(bǔ)視差方程來說,遵循的都是(1個(gè)綠光
子+1個(gè)藍(lán)光子=1個(gè)青光子),(1個(gè)紅光子+1個(gè)藍(lán)光子=1個(gè)品紅光子),(1個(gè)紅光子+1個(gè)綠
光子=1個(gè)黃光子)和(1個(gè)紅光子+1個(gè)綠光子+1個(gè)藍(lán)光子=1個(gè)白光子)的量子態(tài)疊加規(guī)律,
符合2進(jìn)制、3進(jìn)制互換性規(guī)律,這就為本發(fā)明構(gòu)造多量子比特的量子邏輯網(wǎng)絡(luò)打下了堅(jiān)實(shí)
的基礎(chǔ),這是劉氏雙目互補(bǔ)視差方程的第2個(gè)用途;
[0096] (3)在建立劉氏雙目互補(bǔ)視差方程的第2步,為不同的子空間分離出了基色光子的量子態(tài),不同的子空間的基色量子態(tài)都是θ和(1-pu),可以直接用它們分別取代子發(fā)明11中
給出的XYZ-rv′gv′bv′-drdgdb伽瑪校正方程中的參數(shù)rv′,gv′,bv′,從而推導(dǎo)出劉氏量子態(tài)耦合方程,這是劉氏雙目互補(bǔ)視差方程的第3個(gè)用途。
[0097] 2)在反物質(zhì)空間內(nèi)為劉氏量子化方程生成雙目互補(bǔ)視差圖像的方法(4)(13)
[0098] 方法和步驟:
[0099] 在理解正物質(zhì)空間雙目互補(bǔ)視差方程的基礎(chǔ)之上,在反物質(zhì)空間內(nèi)建立雙目互補(bǔ)視差圖像的方法可如法炮制,下面列出在反物質(zhì)空間內(nèi)的雙目互補(bǔ)視差方程:
[0100] pugubu子空間:R=(Yb2+Yc2)1/2,tgθ=bu/gu,sinθ=Y(jié)b/R,cosθ=Y(jié)c/R
[0101]
[0102] 在purubu子空間:G=(Yr2+Ym2)1/2,tgθ=ru/bu,sinθ=Y(jié)r/G,cosθ=Y(jié)m/G
[0103]
[0104] 在pxrugu子空間:B=(Yg2+Yy2)1/2,tgθ=gu/ru,sinθ=Y(jié)g/B,cosθ=Y(jié)y/B
[0105]
[0106] 5.生成purugubu-4D顏色空間的方法及白色量pu多功能特性(1)(16)(17)
[0107] 1)原理和目的:從本質(zhì)上講,白光才是來自太陽的完美光波,r,g,b各組分色光是白光在介質(zhì)中與物質(zhì)微粒相互作用被衰減、被“破壞”后的剩余成分,所謂3D圖像并不是完
美的立體圖像,脫離白光約束的r,g,b三基色光在立體空間內(nèi)不能達(dá)到灰色平衡的要求,圖
像也缺乏深度感,本發(fā)明的目的就在于利用白色參數(shù)規(guī)范基本粒子的行為,創(chuàng)建一個(gè)
purugubu-4D顏色空間,其中的pu是時(shí)間坐標(biāo)軸,ru,gu、bu是顏色空間坐標(biāo)軸,在四維purugubu
量子空間中,pu是量子世界的司令部。
[0108] 2)方法:
[0109] 利用子發(fā)明1給出的劉氏分割方程,可以算出白色量參數(shù)pu和基色量ru、gu、bu,三基色量ru、gu、bu可以生成一個(gè)3D彩色空間,但是缺少表示深度空間的參數(shù)和把時(shí)間和空間
聯(lián)系起來的參數(shù),本發(fā)明把白色量參數(shù)pu和基色量ru、gu、bu綜合起來創(chuàng)建了一種四維的
purugubu量子空間,其中的pu是時(shí)間坐標(biāo)軸,rugubu是顏色空間坐標(biāo)軸,在四維purugubu量子空
間中,pu是量子世界的司令部。
[0110] 3)白色量pu的多重功能:
[0111] (1)利用白光量參數(shù)pu作為時(shí)間坐標(biāo)詮釋“波包塌縮”的原因,詳見子發(fā)明7-2):
[0112] (2)把白色量參數(shù)pu作為控制圖像視覺深度的矢量參數(shù):
[0113] 3D圖像并不完全等同于4D立體圖像,3D圖像是由ru,gu,bu三維向量形成的三維顏色空間,而4D立體圖像把3D圖像在縱深方向的相對視覺深度用一個(gè)獨(dú)立矢量參數(shù)D進(jìn)行量
化,以黑色背景為基準(zhǔn)控制三維圖像在縱深方向的位置,視覺深度用Du表示,那么Du是由白
色量pu和黑色量(1-pu)綜合產(chǎn)生的視覺心理效果,稱為相對視覺深度,本發(fā)明用下式量化相
對視覺深度:Du=-lg(1/pu);
[0114] (3)利用相對視覺深度Du的變換使立體圖像在縱深方向產(chǎn)生動(dòng)感:
[0115] 觀察子發(fā)明1中給出的劉氏分割方程可以看到:XYZ顏色空間是用三組三元聯(lián)立方程組描述的,是一個(gè)復(fù)合顏色空間,第一個(gè)聯(lián)立方程表示子空間pugubu,第二個(gè)聯(lián)立方程表
示子空間purubu,第三個(gè)聯(lián)立方程表示子空間purugu,子空間pugubu,purubu,purugu把可見光的
色相環(huán)隔離成均勻過渡的三個(gè)區(qū)段,請注意,因?yàn)榱W泳哂小盃顟B(tài)共存”的特性,在同一時(shí)刻
可能存在于不同的空間之內(nèi),所以本發(fā)明按照光波的振動(dòng)頻率分區(qū)段地處理量子計(jì)算問
題,這是構(gòu)造量子計(jì)算邏輯網(wǎng)絡(luò)的有效方法之一,也是構(gòu)造四維時(shí)空坐標(biāo)的有效方法,這使
三基色分量ru、gu、bu和白色量pu之間形成聯(lián)動(dòng)機(jī)制,都隨著pu的變化而變化,當(dāng)pu從1減小
時(shí),Du則逐漸增加,原來的[pu,ru,gu,bu]四維顏色空間被擴(kuò)展為取決于[Du,pu]的[Du,pu,ru,gu,bu]五維顏色空間,形象地說,如果有一只貓沿著深度軸從[Xback-k,Yback-k,Zback-k]點(diǎn)穿越顏色空間向XwYwZw點(diǎn)趨近,那么視覺會(huì)感到這只貓順著深度軸向自己走來,反之,視覺會(huì)認(rèn)
為這只貓朝著深邃的空間遁去。要想獲得更明顯的視覺深度,就應(yīng)該盡可能地增大黑白反
差,使圖像的立體感覺更加滿足視覺要求;
[0116] (4)利用白光量參數(shù)pu傳輸圖像信息
[0117] 用白色量參數(shù)pu替代三基色分量ru,gu,bu傳輸圖像三刺激值XYZ的方法能夠明顯的節(jié)省帶寬、提高傳輸速度和數(shù)據(jù)傳輸精度,獲得最佳的立體再現(xiàn)效果,從顏色空間轉(zhuǎn)換的
角度講,四維purugubu顏色空間和我們在PCT/CN2011/001729發(fā)明申請中給出過一個(gè)Dlxlyl
特性文件連接空間具有相同的顏色轉(zhuǎn)換精度,都比傳統(tǒng)的L*a*b*或者L*u*v*均勻顏色空間
要好得多,問題在于Dlxtyt數(shù)值必須經(jīng)由purugubu空間傳輸?shù)慕Y(jié)果間接得到,從節(jié)省帶寬和
保持信號(hào)傳輸精度的角度講,四維劉氏purugubu顏色空間最具優(yōu)勢。
[0118] (5)利用白光量參數(shù)pu實(shí)現(xiàn)量子通訊
[0119] 白光是三基色激光合成的,所以白光的動(dòng)量比單色激光大得多,在同等衰減量的情況下能夠傳送更長的距離,是實(shí)現(xiàn)量子通訊的最佳手段。因?yàn)槿搜鄄荒艹惺軓?qiáng)烈的激光
刺激,電視機(jī)的光源既可以是激光,也可以采用LED那樣的白光,不管采用何種白光,按照我
們給出的量子通訊方法,都應(yīng)當(dāng)把紅、綠、藍(lán)、青、品紅、黃、標(biāo)準(zhǔn)白、實(shí)測的背景黑或背景白
色等9種顏色的三刺激值[Xr,Yr,Zr]、[Xg,Yg,Zg]、[Xb,Yb,Zb]、[Xc,Yc,Zc]、[Xm,Ym,Zm]、[Xy,Yy,Zy]、[Xw,Yw,Zw]、[Xback-k,Yback-k,Zback-k]、[Xback-w,Yback-w,Zback-w]規(guī)定為發(fā)送端和接收端共享的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)態(tài),藉以復(fù)原哥本哈根的“塌縮波包”和得到能夠完全拷貝未知量子態(tài)的普遍適
合的量子克隆機(jī);
[0120] (6)利用白光量參數(shù)pu實(shí)現(xiàn)立體圖像的全息顯示
[0121] 本發(fā)明給出的量子通訊方法是以劉氏基色嵌位方程為基礎(chǔ)、由白光[puXw,puYw,puZw]控制的量子通訊、記錄和再現(xiàn)全息圖像的綜合性方法,前后連貫,簡單實(shí)用,精確性好,
成本低廉,有利于普及應(yīng)用。
[0122] (7)利用白光量參數(shù)pu的衰減行為便于校正消相干帶來的量子信息變異,達(dá)到純化白光量pu和相位角θ色目的。
[0123] 6.利用白光量pu和相位角θ傳輸未知量子態(tài)XYZ的方法(4)(14)
[0124] 目的:
[0125] 為了克服NTSC,PAL,SECAM三大電視制式存在的缺陷,充分利用量子通訊高效、準(zhǔn)確的優(yōu)勢(1)(2)。
[0126] 方法步驟:本發(fā)明不是通過傳送三基色分量XYZ,而是創(chuàng)建了一種通過傳送白光量pu和相位角θ傳輸三刺激值XYZ的方法,也就是說,接收端是利用參數(shù)pu和θ的值恢復(fù)未知量
子態(tài)XYZ的三刺激值。
[0127] 第1步,把三刺激值XYZ用白場的三刺激值[Xw,Yw,Zw]進(jìn)行標(biāo)定得到歸一化的三刺激值XoYoZo,即讓Xo=X/Xw,Yo=Y(jié)/Yw,Zo=Z/Zw;
[0128] 第2步,利用擇大-擇小數(shù)字邏輯電路比較物光波三刺激值Xo,Yo和Zo的大小,按照子發(fā)明2給出的準(zhǔn)則選用劉氏分割方程的格式;
[0129] 第3步,用選定格式的劉氏分割方程計(jì)算白色量pu和基色量[gu,bu]或[ru,bu]或[ru,gu],根據(jù)三對基色量數(shù)值和劉氏量子化方程中給出的正切函數(shù)式計(jì)算出物光波的相位
角θ的正切值,把相位角θ的正切看作物光波的量子信息參數(shù);
[0130] 第4步,白色量pu和相位角θ的振動(dòng)頻率是相等的,只需要向接收端傳送歸一化的白色量pu,相位角θ被留在原地;
[0131] 第5步,在接收端測量收到的白色量pu數(shù)據(jù),然后讓[X,Y,Z]=[puXw,puYw,puZw],這意味著利用公共數(shù)據(jù)態(tài)[Xw,Yw,Zw]給出了白色量pu的三刺激值,但是pu在CCD傳感器中被散
射為[ru,gu,bu],受迫振動(dòng)的介質(zhì)粒子[cu,mu,yu]吸收了[ru,gu,bu]的能量,使白色量pu變成為[X,Y,Z]=[(1-pu)Xw,(1-pu)Yw,(1-pu)Zw];
[0132] 第6步,利用子發(fā)明(8.1)給出的方法首先對白色量pu進(jìn)行“純化處理”;
[0133] 第7步,利用子發(fā)明(8.2)給出的方法對相位角θ實(shí)施“純化處理”;
[0134] 第8步,將“純化處理”后的pu和θ數(shù)值代入子發(fā)明1-4)給出的劉氏量子化正方程,就可以復(fù)原來自發(fā)送端的未知量子態(tài)XYZ的數(shù)據(jù)。
[0135] 7.解釋“波包塌縮”原因的劉氏聲光詮釋及驗(yàn)證方法
[0136] 1)歷史背景:波粒二象性是量子學(xué)的核心和支柱,但是在量子學(xué)的發(fā)展進(jìn)程中,關(guān)于“波包塌縮”的哥本哈根詮釋曾經(jīng)引起很多的爭論,這是一個(gè)和波粒二象性緊密關(guān)聯(lián)的、
事關(guān)量子學(xué)基本理論和實(shí)際應(yīng)用的重要問題(3)(6)(7)(8)(9),哥本哈根學(xué)派詮釋認(rèn)為:在進(jìn)行
確認(rèn)光子位置和動(dòng)量的“觀測”時(shí),彌漫在空間很大范圍內(nèi)的光波就會(huì)“收縮”成“針狀波”,
因此發(fā)現(xiàn)光子的位置就是光波收縮后的位置,原來光波的哪一部分會(huì)收縮遺留下來?事前
絕不可能知道,波收縮遵循的是概率規(guī)律,原來的波中除了收縮的部分外,其余部分都消失
了。由于微觀粒子具有“多個(gè)狀態(tài)共存”的特性,所以觀測者實(shí)際觀測到什么狀態(tài)是不確定
的。通常使用的觀測裝置總是大到無法同粒子大小相比較的宏觀物體(如CCD光電傳感器),
根據(jù)哥本哈根學(xué)派的詮釋:“電磁波是在同宏觀物體發(fā)生作用時(shí)收縮的”,但“波為什么會(huì)收
縮?”、“波在收縮前所具有的、而在收縮后消失了的那些成分究竟跑到哪里去了?”,量子論
直今也沒能給出明確的解釋;愛因斯坦是量子學(xué)的創(chuàng)始人之一,但他始終不同意哥本哈根
對“波包塌縮”問題所作的概率詮釋,他諷刺說“上帝不玩擲骰子游戲”,后來,他還和支持哥
本哈根詮釋的德國物理學(xué)家波爾在學(xué)術(shù)會(huì)議上進(jìn)行過數(shù)次交鋒。愛因斯坦對量子論的思索
要比對相對論思索的時(shí)間更多,即便如此,他本人也遺憾地說:“整整50年的有意識(shí)的思考,
并沒有使我更接近‘光量子是什么’這個(gè)問題的答案?!保粚?shí)際情況是:雖然量子論對于一個(gè)
粒子的行為僅能做出概率預(yù)測,但是對數(shù)目巨大的電子集合卻能做出近似準(zhǔn)確的預(yù)測,如
果投擲骰子1萬次,那么能夠正確預(yù)測出現(xiàn)偶數(shù)點(diǎn)的比例大約是50%,出現(xiàn)1點(diǎn)的概率是(1/
6),在這種情況下,量子學(xué)的研究者接受了“概率詮釋”并把概率方法當(dāng)作解決實(shí)際問題的
工具,由此還延伸出了物理學(xué)中很有名的“不確定性關(guān)系”及“量子態(tài)非克隆定理”,直到如
今,“不確定性關(guān)系”和“量子態(tài)非克隆定理”都是量子學(xué)界定的不可逾越的紅線,后繼的研
究者已經(jīng)習(xí)慣于把“不確定性關(guān)系”和“量子態(tài)非克隆定理”作為必須遵循的戒律。
[0137] 2)本發(fā)明對“波包塌縮”真相的詮釋及對劉氏聲光詮釋的驗(yàn)證
[0138] 根據(jù)本發(fā)明的研究證明,愛因斯坦對“哥本哈根波包塌縮詮釋”的質(zhì)疑確實(shí)是有道理的,關(guān)于波包塌縮問題,本發(fā)明提出了如下的、與哥本哈根學(xué)派概率詮釋不相同的劉氏聲
光調(diào)制詮釋:
[0139] 按照哥本哈根學(xué)派的詮釋,當(dāng)對入射的光波進(jìn)行測量時(shí),由于“波包塌縮”,只能測得光波的粒子性信息,光子的波動(dòng)信息莫名其妙地“突然消失”了,這是不正確的。為了說明
不正確的理由,需要分析一下光子在到達(dá)傳感器之后的行為:光在到達(dá)傳感器之后與物質(zhì)
微粒相互接觸,形成反射成分和散射成分,在散射的射線中,除了與原波長λ相同的成分外,
還有波長大于λ的成分,這種現(xiàn)象稱為康普頓效應(yīng),康普頓效應(yīng)使入射光波的平均波長增
加,由于不同波長的光衰減速率不同,波長越短衰減得越快,所以三基色的波長分布失衡,
這導(dǎo)致波動(dòng)的相位發(fā)生扭轉(zhuǎn)。即發(fā)生所謂“紅移”(14)。如果按照能量遞減的順序和以某種量
子間隔對“塌縮”在顯示屏上光斑從最大光斑到光斑消失為止測量光斑的輻射強(qiáng)度,即連續(xù)
測量i個(gè)光斑所具有的i組三刺激值,利用這i組三刺激值就可以計(jì)算出i個(gè)振幅值和i個(gè)波
長值,根據(jù)這些振幅和波長值可以繪出一個(gè)反映多普勒效應(yīng)的波動(dòng)面,如果把這個(gè)波動(dòng)曲
面和根據(jù)哥本哈根詮釋繪制的波動(dòng)曲面進(jìn)行比較,就可以發(fā)現(xiàn)它們是兩個(gè)具有正交、互補(bǔ)
特性的波動(dòng)曲面,在橫波波形收縮為一個(gè)光斑的同時(shí),縱波波形則舒展開來,變成多普勒效
應(yīng)所表現(xiàn)的波形。為了進(jìn)一步理解這個(gè)新的詮釋,不妨設(shè)想一個(gè)人在風(fēng)雨交加的夏夜,眼前
突然出現(xiàn)一道閃電,然后上或者稍遲一點(diǎn),雷聲接踵而至,如果閃電就在頭的上方強(qiáng)烈地
閃起,那么雷聲就會(huì)隨著閃電很快響起,音調(diào)由高到低地遠(yuǎn)去,如果閃電是從較遠(yuǎn)的地方閃
起,那么雷聲稍后一些響起,音調(diào)由低到高奔來;可見,閃電和雷聲是同一件事物兩個(gè)方面,
二者具有互補(bǔ)特性。在觀測時(shí),光子的粒子性表現(xiàn)為屏幕上宏觀可見的光斑,這如同視覺看
到的閃電,光波的波動(dòng)性表現(xiàn)為遵循多普勒效應(yīng)的雷聲,也就是說,屏幕上只能看到光斑所
體現(xiàn)的粒子性,雷聲在屏幕上沒有被看到,這是因?yàn)楣獠ㄊ菣M波,雷聲是縱波,如果把縱波
分量的波形記錄下來,再進(jìn)一步用揚(yáng)聲器的電磁效應(yīng)播放出來,就可以在屏幕上觀察到光
子的粒子性,利用聽覺聽到光子表現(xiàn)出的波動(dòng)性,如果把二者聯(lián)系在一起考慮,那么就可以
計(jì)算出被觀測光子的全部“波粒二象性”信息,從而使原本認(rèn)為的“不確定性關(guān)系”變?yōu)椤按_
定性關(guān)系”,把不準(zhǔn)確的“概率詮釋”變成準(zhǔn)確的代數(shù)運(yùn)算結(jié)果,把“量子態(tài)非克隆定理”變成
“自然界允許人們嚴(yán)格復(fù)制一個(gè)未知量子態(tài)的劉氏克隆定理”,籍此為構(gòu)造多量子比特的量
子計(jì)算邏輯網(wǎng)絡(luò)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ),為了便于敘述新的詮釋和與哥本哈根概率詮釋的區(qū)別,
本發(fā)明把這個(gè)新的詮釋簡稱為劉氏聲光詮釋。
[0140] 為了驗(yàn)證劉氏聲光詮釋的正確性,本發(fā)明通過測量紅光子光斑的三刺激值XrYrZr、綠光子光斑的三刺激值XgYgZg、藍(lán)光子光斑的三刺激值XbYbZb和白光子光斑的三刺激值
XwYwZw,然后分別進(jìn)行嵌位計(jì)算,證明了劉氏聲光詮釋的正確性,在作比較詳細(xì)的驗(yàn)證性說
明之前(參見子發(fā)明8),這里先以紅基色為例進(jìn)行說明。
[0141] 假定已測得紅光子光斑的三刺激值是XrYrZr,按照光強(qiáng)由弱到強(qiáng)的順序測量一系列的三刺激值,然后利用我們的公布號(hào)為Pub.No,:WO/2012/116468發(fā)明申請中給出的劉氏
基色嵌位方程,對這一系列有序排列的三刺激值進(jìn)行嵌位計(jì)算,就可以準(zhǔn)確地算得一系列
紅光子未知量子態(tài)XYZ的如下量子化信息,包括嵌位亮度YRt,波長λ,嵌位基色量at和基準(zhǔn)基
色量a:
[0142]
[0143]
[0144]
[0145] 其中YRt表示紅光波的嵌位亮度,表示在時(shí)間t視覺感受的閃電強(qiáng)度,λ表示該瞬時(shí)光波的波長,本發(fā)明把函數(shù)λ稱為劉氏波模型,三刺激值[λX,λYt,λZ]表示量子態(tài)在時(shí)刻t對
聽覺的刺激強(qiáng)度,如果a表示未知量子態(tài)[X,Y,Z]在屏幕上顯示的光斑大小,那么at就準(zhǔn)確
地預(yù)測了未知量子態(tài)[X,Yt,Z]在屏幕上顯示的光斑虛像,嵌位處理所達(dá)到的效果是:三刺
激值為[X,Y,Z]的光波和三刺激值為[λX,λYt,λZ]的光波都和[Xr,Yr,Zr]的色相一致,這說明[X,Y,Z]和[λX,λYt,λZ]描述的是同一個(gè)粒子,按照劉氏聲光詮釋,a就是光子的粒子性信
息,因?yàn)闇y量導(dǎo)致了“波包塌縮”,這才出現(xiàn)了嵌位基色量at,參數(shù)at就是光子的波動(dòng)性信息,
從上面的劉氏波模型可以看到,λ是變量YRt的函數(shù),YRt在時(shí)間Δt內(nèi)的亮度分布就是被哥本
哈根詮釋弄丟了的那部分波包。根據(jù)劉氏基色嵌位方程給出的劉氏波模型,YRt也是具有確
定性的、可以克隆的量子信息,即基色量a和嵌位基色量at的色相具有確定性關(guān)系:未知量
子態(tài)XYZ的粒子性信息是a,波動(dòng)性信息是λ,而λ的數(shù)值又依賴于參數(shù)YRt,所以YRt和刺激值Z
才是直接表達(dá)波動(dòng)性的參數(shù),不過橫波波形已經(jīng)漸變?yōu)榭v波波形,紅光粒子的波粒二象性
并不是“不確定性關(guān)系”,如果進(jìn)一步對YRt進(jìn)行“伽瑪校正”,使它映射到白色量pw,那么pw仍
然是確定的。請進(jìn)一步將劉氏基色方程給出的參數(shù)YRt、λ、at、a以及pw如下所示的德布羅意
波模型加以比較,德布羅意波模型是:
[0146] 其中
[0147] 比較后可以得知:在如上所示的德布羅意的物質(zhì)波模型中,參數(shù) 是普朗克常量,動(dòng)量p是一個(gè)變量,演繹的結(jié)論是具有不確定性關(guān)系;而在劉氏波模型中,與 相對應(yīng)的是由
觀察態(tài)XwYwZw、背景態(tài)Xback-kYback-kZback-k(在反物質(zhì)空間是Xback-wYback-wZback-w)所決定的常量值,與德布羅意波模型的動(dòng)量p相對應(yīng),劉氏波模型中的YRt是由觀察態(tài)XwYwZw和背景態(tài)Xback-
kYback-kZback-k(在反物質(zhì)空間是Xback-wYback-wZback-w)以及未知量子態(tài)XYZ中已知變量[X,Z]的函數(shù)值,所以白光量pw和德布羅意的物質(zhì)波模型中的動(dòng)量p是相對應(yīng)的,可是動(dòng)量p并沒有
把與它相互作用的環(huán)境(其它系統(tǒng))都包括進(jìn)來,是一個(gè)環(huán)境孤立的系統(tǒng),而劉氏基色嵌位
方程涉及到背景態(tài)和觀察態(tài)數(shù)據(jù),在正反物質(zhì)空間內(nèi)它們是任意一個(gè)子量子系統(tǒng)都共享的
相互作用環(huán)境,所以從本質(zhì)上講,德布羅意波模型演繹出的依然是“不確定性關(guān)系”和“量子
非克隆定理”,只是因?yàn)槠绽士顺?shù)是一個(gè)很小的數(shù)值,在粒子被分割到足夠小的情況下,
或者說只有當(dāng)基色量a足夠小的時(shí)候,才能夠得到普朗克常數(shù),而由劉氏基色嵌位方程導(dǎo)出
參數(shù)演繹出的是完全確定的關(guān)系和“量子態(tài)可克隆定理”,嚴(yán)格地說,德布羅意波模型是有
條件的成立,劉氏波模型才是普遍適用的精確模型。
[0148] 8.純化白光量pu和相位角θ的方法-劉氏白色和相位角校正方程(14)
[0149] 原理:在子發(fā)明6中已經(jīng)指出:在量子信息接收端,對接收到的白光要進(jìn)行測量,回顧本發(fā)明對“波包塌縮”給出的劉氏聲光詮釋,要想使看起來似乎塌縮的波包恢復(fù)真容,必
須把具有開普列效應(yīng)的縱波計(jì)算出來,并依據(jù)縱波波形把觀測前的橫波的“鐘狀波”完美的
復(fù)原,但是伴隨著白光量的衰減,波長越短的三基色成分衰減得越快,白光出現(xiàn)紅移,所以
在對白光觀測的同時(shí)還導(dǎo)致三基色成分失去平衡、相位發(fā)生扭轉(zhuǎn),不再是純粹的白光,進(jìn)而
導(dǎo)致量子糾纏態(tài)的品質(zhì)降低,發(fā)生所謂“消相干”現(xiàn)象,隨著傳播距離的增加糾纏態(tài)的品質(zhì)
會(huì)變得越來越差,所以必須對白光量pu和相位角θ進(jìn)行純化處理,使未知量子態(tài)XYZ的波粒
二象性參數(shù)都能夠得到保持(6)(7)(8)(9)(3)。
[0150] 1)在接收端純化白光量pu的方法-劉氏白色嵌位方程:
[0151] 方法步驟:
[0152] 對白光量pu的校正應(yīng)放在在校正相位角θ之前進(jìn)行,首先對接收到的白光量pu進(jìn)行嵌位校正,為進(jìn)一步校正相位角θ創(chuàng)造條件。
[0153] 第一步,對接收到的白光量進(jìn)行測量,假定測得的三刺激值是XYZ;
[0154] 第二步,用下面所示的劉氏白色嵌位方程作為工具對白色量進(jìn)行純化處理,為的是讓被純化的每一個(gè)白色量都和單位白色量[Xw,Yw,Zw]具有相同的色度坐標(biāo):
[0155]
[0156] 方程一共擁有λ,Yt和pu等3個(gè)變量參數(shù),數(shù)組[Xback-k,Yback-k,Zback-k]和[Xw,Yw,Zw]分別表示黑色背景的三刺激值和標(biāo)準(zhǔn)白點(diǎn)的三刺激值,是存儲(chǔ)在系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)態(tài),變量參數(shù)Yt表示實(shí)測三刺激值XYZ的嵌位亮度,變量參數(shù)λ代表被測量白光的波長,稱為色貌保持系
數(shù),通過參數(shù)λ保持嵌位三刺激值XYtZ的色度坐標(biāo)總是等于標(biāo)準(zhǔn)白點(diǎn)[Xw,Yw,Zw]的色度坐
標(biāo),pu是待求的嵌位白色量參數(shù),數(shù)據(jù)是未知的;
[0157] 第三步,求解劉氏白色嵌位方程,可得計(jì)算白色XYtZ的嵌位亮度值Yt的模型如下,除了變量參數(shù)λ和Yt,等號(hào)右端的參數(shù)都是已知數(shù)據(jù),所以可以很容易地算出Yt的數(shù)值:
[0158]
[0159] 由上式可知:嵌位亮度Yt是以實(shí)測三刺激值XYZ的紅色亮度刺激X值和藍(lán)色亮度刺激值Z為自變量的函數(shù);
[0160] 第四步,計(jì)算波長λ:
[0161]
[0162] 由上式可知:波長λ是以嵌位亮度Yt和實(shí)測藍(lán)色刺激值Z為自變量的波函數(shù);
[0163] 第五步,計(jì)算波動(dòng)性白色量
[0164] 第六步,通過解劉氏白色嵌位方程還可以得到如下所示的計(jì)算白色量pu的模型:
[0165]
[0166] 將已算得的嵌位亮度值Yt的值代入上式,算出pu的數(shù)值,該數(shù)值就是白色量的最終校正值。
[0167] 用白色嵌位方程的導(dǎo)出參數(shù)模型證明劉氏聲光詮釋的正確性:觀察由劉氏白色嵌位方程導(dǎo)出的波函數(shù)λ可知:波長λ是以嵌位亮度Yt和未知量子態(tài)XYZ中Z刺激值為自變量的
函數(shù),Yt是為朵提供聲波的參數(shù),Z刺激值是為視覺提供亮度刺激的參數(shù),白色量pu雖然也
是嵌位亮度Yt的函數(shù),可是pu和λ并不相關(guān),因此pu是對白光粒子性的描述,波動(dòng)性白色量
pu′是對白光子pu波動(dòng)性的描述,由此可見:劉氏聲光詮釋正確性是以實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)、有充
分依據(jù)的。
[0168] 2)在接收端校正白光的紅綠藍(lán)的分量的方法-劉氏三基色相位角嵌位方程:(16)(17)
[0169] 目的:對白色量pu的紅綠藍(lán)三基色分量進(jìn)行校正是指在不同的子色域?qū)ο辔唤铅鹊男U?,因?yàn)槿哂胁煌牟ㄩL,衰減速度并不一致,所以對相位角的校正需要在3個(gè)
子色域分別進(jìn)行。
[0170] 方法:
[0171] 第一步,設(shè)紅光子、綠光子、藍(lán)光子未知量子態(tài)的三刺激值分別是[XR,YR,ZR],[XG,YG,ZG],[XB,YB,ZB],根據(jù)子發(fā)明4-1)第2步給出的劉氏雙目互補(bǔ)視差方程,可得三基色光子
的三刺激值如下所示:
[0172]
[0173] 將前述由劉氏白色嵌位方程導(dǎo)出的白色量校正值pu代入上式,就可以把基色三刺激值[XR,YR,ZR],[XG,YG,ZG],[XB,YB,ZB]計(jì)算出來;
[0174] 第二步,由于接收到的相位角數(shù)值θ在傳送過程中被衰減,而且在不同的子色域中衰減程度并不相等,所以需要對θ進(jìn)行校正。方法是:將三刺激值[XR,YR,ZR],[XG,YG,ZG],
[XB,YB,ZB]分別代進(jìn)入如下所示的劉氏相位角嵌位方程:
[0175] 在pugubu子空間的劉氏相位角鉗位方程是:
[0176] 在purubu子空間的劉氏相位角鉗位方程是:
[0177] 在purugu子空間的劉氏相位角鉗位方程是:
[0178] 第三步,解劉氏相位角嵌位方程,分別可得紅基色光、綠基色光、藍(lán)基色光的相位角校正值θ,每個(gè)波段的相位角校正值的計(jì)算步驟如下:
[0179] (1)紅光子相位角的校正:求解在pugubu子空間的劉氏相位角嵌位方程,可得:
[0180] a)紅光子的鉗位亮度:
[0181] b)紅光子的劉氏波函數(shù):
[0182] 為了避免和德布羅意波函數(shù)相混淆本發(fā)明把上面的函數(shù)稱為劉氏波函數(shù);
[0183] c)計(jì)算紅光子的鉗位相位角:
[0184] d)紅光子被純化后的相位角:
[0185] (2)中波段相位角校正模型:求解在pwrubu子空間的劉氏相位角嵌位方程,可得:
[0186] a)綠光子的鉗位亮度:
[0187] b)綠光子的劉氏波函數(shù):
[0188] 為了避免和德布羅意波函數(shù)相混淆本發(fā)明把上面的函數(shù)稱為劉氏波函數(shù);
[0189] c)綠光子的鉗位相位角:
[0190] d)綠光子被純化后的相位角是:
[0191] (3)短波波段相位角校正模型:求解在pwrugu子空間的劉氏相位角嵌位方程,可得:
[0192] a)藍(lán)光子的鉗位亮度:
[0193] b)藍(lán)光子的劉氏波函數(shù):
[0194] c)藍(lán)光子的鉗位相位角:
[0195] d)藍(lán)光子被純化后的相位角:
[0196] 因?yàn)樵趧⑹狭孔踊匠痰挠?jì)算程序中,r,g,b都是歸1化數(shù)值,所以在程序流程中得到純化的相位角不需要用下標(biāo)對紅、綠、藍(lán)光子進(jìn)行標(biāo)注,而應(yīng)當(dāng)統(tǒng)一用θ表示。
[0197] 用劉氏三基色相位角嵌位方程的導(dǎo)出模型證明劉氏聲光詮釋的正確性:觀察由劉氏相位角嵌位方程導(dǎo)出的波函數(shù)λ可知:三基色亞光子的波長分別是其嵌位亮度[YRt,YGt,
YBt]和實(shí)測亮度[ZR,ZG,ZB]的函數(shù),因此,在劉氏白色嵌位方程中Yt=(YRt+YGt+YBt)、Z=(ZR+
ZG+ZB),Yt是嵌位亮度,是為聽覺提供聲波響度的參數(shù),Z是實(shí)測三刺激值XYZ中的藍(lán)色高頻
刺激,是為視覺提供亮度刺激強(qiáng)度的參數(shù);再看被純化后的相位角θ,雖然也分別是YRt,YGt,
YBt的函數(shù),但它們和λ并不相關(guān),這說明:被純化后的相位角和嵌位亮度相關(guān),是對三基色
[r,g,b]粒子性的描述,嵌位相位角[θ′,θ′,θ′]是對三基色[r,g,b]波動(dòng)性的描述,圖像信號(hào)已經(jīng)回歸到“波粒二象性”的本來面目,這表明:劉氏聲光詮釋對哥本哈根詮釋和“不確定
性關(guān)系”的否定是以實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),有充分依據(jù)的。
[0198] 9.在接收端復(fù)原三刺激值XYZ的方法
[0199] 目的:在發(fā)送端輸出的物光波三刺激值XYZ并沒有原封不動(dòng)的被傳輸?shù)浇邮斩?,XYZ的本來面目被隱藏起來,喬裝成白色量pu和相位角θ進(jìn)行傳輸(6)(5),利用純化后得到的
白色量pu和相位角θ進(jìn)行傳輸,就可以達(dá)到復(fù)原未知量子態(tài)XYZ的目的(19)(10)(11)(16);。
[0200] 方法:
[0201] 第一步,如果將純化處理后的白色量pu和相位角θ代入子發(fā)明1-4)給出的劉氏量子化正方程,就可以復(fù)原未知量子態(tài)XYZ;
[0202] 第二步,根據(jù)被復(fù)原未知量子態(tài)的三刺激值[X,Y,Z]計(jì)算被復(fù)原未知量子態(tài)的色度坐標(biāo)值[xt,yt,Zt]:
[0203]
[0204] 第三步,在子發(fā)明11中,需要將算出的色度坐標(biāo)值[xt,yt,(1-xr-yt)]代入劉氏聲光轉(zhuǎn)換方程的左端;
[0205] 本方法的優(yōu)勢:本方法具有高效、精確的優(yōu)勢。
[0206] 10.把校正后的白色量pu映射到接受端白色量pv上的方法(15)
[0207] 目的:前面已經(jīng)指出,NTSC、PAL、SECAM三大電視制式是對模擬電視信號(hào)進(jìn)行模擬處理和傳輸?shù)捏w制,為了節(jié)省傳輸帶寬,三基色模擬電視信號(hào)首先組成一個(gè)亮度信號(hào)和兩
個(gè)色差信號(hào),然后使色差信號(hào)對某副載波進(jìn)行調(diào)制、混合和變成全電視信號(hào)進(jìn)行傳輸,那是
一個(gè)既復(fù)雜、又損傷保真度的方法,至于從模擬電視發(fā)展到數(shù)字電視,不過是數(shù)字技術(shù)的應(yīng)
用,真正引起廣泛興趣的是1993年美國IBM的著名科學(xué)家Bennet等四個(gè)國家的六位科學(xué)家
聯(lián)名在《Physical?Review?Letters》上發(fā)表了一篇開創(chuàng)性論文:“經(jīng)由經(jīng)典和EPR通道傳送
未知量子態(tài)”,該論文提出了一種方法可以將某個(gè)粒子的未知量子態(tài)傳送給遠(yuǎn)處的另一個(gè)
粒子,使該粒子處在這個(gè)未知量子態(tài)上,而原先的粒子不被傳送,這就是所謂的“量子隱形
傳態(tài)”。
[0208] 前面子發(fā)明9第一步中已經(jīng)給出了以劉氏量子化正方程作為工具在接收端復(fù)原物光波三刺激值XYZ的方法,現(xiàn)在的問題是:要實(shí)現(xiàn)所謂的“量子隱形傳態(tài)”,那就必須將某個(gè)
粒子的未知量子態(tài)傳送給遠(yuǎn)處的另一個(gè)粒子,也就是說,需要把未知量子態(tài)中的白色量pu
傳送給位于顯示顏色空間的另一個(gè)粒子,使該粒子的量子比特中的白色量pv與pu通過函數(shù)
關(guān)系發(fā)生關(guān)聯(lián),既然pv與pu屬于不同色域內(nèi)的直積疊加態(tài)中的經(jīng)典信息部分,那么利用經(jīng)典
的數(shù)學(xué)方法就可以建立函數(shù)關(guān)系pv=F(pu),然后再讓關(guān)聯(lián)后函數(shù)處在物光波的未知量子態(tài)
上,而原先的粒子不被傳送,這就真的實(shí)現(xiàn)了所謂“量子隱形傳態(tài)”,由此看來,把拍攝空間
的白色量pu映射到顯示色空間的白色量pv上是實(shí)現(xiàn)“量子隱形傳態(tài)”的有效途徑,下面就介
紹建立函數(shù)關(guān)系pv=F(pu)的具體步驟。
[0209] 方法:
[0210] 這種方法的目標(biāo)十分簡單,就是建立函數(shù)關(guān)系pv=F(pu),然后以函數(shù)pv=F(pu)作為橋梁把對XYZ的空間相位調(diào)制轉(zhuǎn)換為在顯示顏色空間的r、g、b光強(qiáng)調(diào)制。
[0211] 第一步,為了對攝像機(jī)的工作狀態(tài)進(jìn)行標(biāo)定,可以創(chuàng)建一條標(biāo)準(zhǔn)的21級(jí)白點(diǎn)適應(yīng)的灰色梯尺(17),得三刺激值數(shù)組[Ri,Gi,Bi],然后用子發(fā)明1中提到的矩陣轉(zhuǎn)換方程把[Ri,
Gi,Bi]轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)三刺激值數(shù)組[Xi,Yi,Zi]=[Xui,Yui,Zui];利用三刺激值數(shù)組[Xui,Yui,Zui]作為原始數(shù)據(jù),再用我們在國際申請號(hào)為PCT/CN2012/073178發(fā)明申請的子發(fā)明5所給出的
劉氏白平衡嵌位方程計(jì)算出基準(zhǔn)白色量數(shù)組[pui];
[0212] 第二步,為了對顯示器的工作狀態(tài)進(jìn)行標(biāo)定,可以在顯示器上顯示一條標(biāo)準(zhǔn)的與白點(diǎn)適應(yīng)的21級(jí)灰色梯尺,測量這條灰色梯尺的三刺激值數(shù)組[XviYviZvi],再用同樣的劉氏
白平衡嵌位方程計(jì)算顯示器的白色量數(shù)組[pvi];
[0213] 第三步,以白色量數(shù)組[pvi]為因變量數(shù)組,以攝像機(jī)的白色量數(shù)組[pui]為自變量數(shù)組進(jìn)行數(shù)據(jù)擬合,就可以得到冪函數(shù)
[0214] 這個(gè)冪函數(shù)也就是在我們的公布號(hào)為Pub.No.:WO/2012/116468的發(fā)明申請中曾經(jīng)涉及到的管道函數(shù)。
[0215] 11.借助劉氏量子態(tài)耦合方程和常黑型TFT?LED液晶顯示器顯示4D全息圖像的方法(4)(13)
[0216] 目的:
[0217] 本發(fā)明和前述量子通訊技術(shù)、子發(fā)明13給出的量子計(jì)算機(jī)技術(shù)、本發(fā)明給出的《借助劉氏量子態(tài)耦合方程和常黑型TFT?LED液晶顯示器顯示4D全息圖像的方法》以及子發(fā)明
12給出的《利用劉氏量子態(tài)耦合方程在常白型TFT?LCD液晶顯示器上顯示4D全息圖像的方
法》集合在一起構(gòu)成一個(gè)完整、快速精確的裸視、全息4D電視系統(tǒng)。
[0218] 從全息技術(shù)角度看,劉氏量子態(tài)耦合方程的任務(wù)是把基色量的量子態(tài)映射到‘灰核’參數(shù)rv′gv′bv′上去,同時(shí)把用[λX,λY,λZ]表示的空間相位調(diào)制轉(zhuǎn)換為用三基色[r,g,b]表示的空間強(qiáng)度調(diào)制。
[0219] 1)從劉氏伽瑪校正方程到劉氏量子態(tài)耦合方程的演變:
[0220] 在我們的公布號(hào)為Pub.NO.:WO.No/2102.116488和國際申請?zhí)枮镻CT/CN2011/000327的發(fā)明申請的子發(fā)明2中給出過如下所示的“一種基于新原理的XYZ-rv′gv′bv′-
drdgdb伽瑪校正方程”:
[0221] 在pvgvbv子空間:
[0222]
[0223] 在pvrvbv子空間:
[0224]
[0225] 在pvrvgv子空間
[0226]
[0227] 其中:
[0228] (1)目的和原理:
[0229] 為了在顯示端忠實(shí)顯示來自拍攝端的原物圖像,必須把來自拍攝端的基色的量子態(tài)拷貝到顯示空間的基色量子態(tài)上,本發(fā)明把灰核參數(shù)rv′、gv′、bv′作為顯示端基色的接口
參數(shù),和拍攝色空間的基色光子ru、gu、bu形成映射關(guān)系,rv′、gv′、bv′和ru、gu、bu的自旋轉(zhuǎn)方向相反、量子態(tài)同為θ,這就是說:未知量子態(tài)XYZ能夠穿越四維時(shí)空以相同的狀態(tài)共存于平
行空間里,這種方法不僅能夠達(dá)到忠實(shí)復(fù)制原物圖像的目標(biāo),而且可以明顯的提高算法效
率。
[0230] 把劉氏伽瑪校正方程演變成為劉氏量子態(tài)耦合方程可以明顯地簡化接收端設(shè)備的復(fù)雜度、提高接收端的算法效率和大大降低時(shí)間消耗。
[0231] (2)演變方法:根據(jù)子發(fā)明4第2步給出的劉氏雙目互補(bǔ)視差方程,右眼看到的是反向旋轉(zhuǎn)的紅、綠、藍(lán)光粒子的三刺激值,它們在劉氏伽瑪校正方程中的耦合子是灰核中的正
向旋轉(zhuǎn)的光子rv′,gv′,bv′,因?yàn)榕臄z空間和顯示空間的數(shù)據(jù)態(tài)是相等的,即具有相同的三
刺激值[Xr,Yr,Zr],[Xg,Yg,Zg],[Xb,Yb,Zb],[Xc,Yc,Zc],[Xm,Ym,Zm],[Xy,Yy,Zy],[Xw,Yw,Zw],所以拍攝空間和顯示空間的相位角θ是等值的,根據(jù)劉氏雙目互補(bǔ)視差方程和子發(fā)明10給
出的劉氏管道函數(shù)pv,可以得到如下所示的rv′,gv′bv′量子化函數(shù)式:在pvgvbv子空間:
[0232] r′v=Xr?cos-1θ(1-pu)=Xr?cos-1θ(1-pvuv),gv′=Y(jié)r?cos-1θ(1-pu)=Y(jié)r?cos-1θ(1-pvuv)
[0233] bv′=Zr?cos-1θ(1-puuv)=Zr?cos-1θ(1-pvuv)
[0234] 在pvrvbv子空間:
[0235] r′v=Xg?cos-1θ(1-pu)=Xg?cos-1θ(1-pvuv),gv′=Y(jié)g?cos-1θ(1-pu)=Y(jié)r?cos-1θ(1-pvuv)
[0236] bv′=Zg?cos-1θ(1-pu)=Zg?cos-1θ(1-pvuv)
[0237] 在pvrvgv子空間:
[0238] r′v=Xb?cos-1θ(1-pu)=Xb?cos-1θ(1-pvuv),gv′=Y(jié)b?cos-1θ(1-pu)=Y(jié)b?cos-1θ(1-pvuv)
[0239] bv′=Zb?cos-1θ(1-pu)=Zb?cos-1θ(1-pvuv)
[0240] 據(jù)此,可以將XYZ-rv′gv′bv′-drdgdb伽瑪校正方程中的參數(shù)rv′、gv′、bv′用量子化函數(shù)式替代,即表示成相位角θ和白色量pv的函數(shù),這樣做有很大的好處:一是可以明顯提高算法效率,二是和量子化了的拍攝空間實(shí)現(xiàn)無縫連接,可以充分利用2進(jìn)制和3進(jìn)制相結(jié)合
的量子計(jì)算機(jī)方法進(jìn)行量子運(yùn)算,在3進(jìn)制中,表示1/3是很方便的,不像在10進(jìn)制中,需要
用無限小數(shù)來表示,但是從3進(jìn)制到2進(jìn)制和10進(jìn)制的變換卻十分方便,這對于解決人工智
能問題來說,是一個(gè)很好的性質(zhì)。下面將改造后的XYZ-rv′gv′bv′-drdgdb伽瑪校正方程列在
下面:
[0241] 在pvgvbv子空間:
[0242] 在pvrvbv子空間:
[0243] 在pvrvgv子空間:
[0244] dr=r1/2,dg=g1/2,db=b1/2
[0245] 值得注意的是:根據(jù)方程左端的未知量子態(tài)XYZ數(shù)值可以方便地算出色度坐標(biāo)值xt、yt、zt,即有:
[0246]
[0247] 在我們的申請?zhí)枮镻CT/CN2011/001729發(fā)明申請中,曾經(jīng)給出過一個(gè)Dlxtyt特性文件連接空間,其中的參數(shù)xt和yt就是這樣得到的。
[0248] 本發(fā)明把從XYZ-rv′gv′bv′-drdgdb伽瑪校正方程演變而來的新方程稱為劉氏量子態(tài)耦合方程。
[0249] 2)劉氏量子態(tài)耦合方程的多種用途:
[0250] (1)劉氏雙目互補(bǔ)視差方程把三維的物質(zhì)世界融合在大腦的潛意識(shí)之內(nèi),劉氏量子態(tài)耦合方程則進(jìn)一步把奇妙的微觀物質(zhì)世界放置在由時(shí)間和空間共同決定的四維時(shí)空
里,使人類能夠通過視覺和聽覺感受以量子級(jí)別的時(shí)間精確度或分辨率觀察和感受奇妙的
宇宙,這對于以成分分析、遠(yuǎn)程雷達(dá)、醫(yī)學(xué)分析為目的的圖像來說更為重要,因?yàn)橹糜谒木S
時(shí)空里的全息圖像的逼真度和與視覺心理相吻合的程度要比其它任何一種方法顯示的圖
像都要好,成本卻最低。
[0251] 由劉氏量子態(tài)耦合方程可以看到:方程左端的[λX,λY,λZ]可以作如下的等效替代:
[0252]
[0253] 根據(jù)上述替代關(guān)系可以清楚地看到:三刺激值[λX,λY,λZ]是對未知量子態(tài)XYZ波粒二象性的描述,參數(shù)[puYw(xt/yt),puYw,puYw(1-xt-yt)/yt]是對振幅和相位信息的描述,參
數(shù)[pwX,pwY,pwZ]是對微觀粒子聲光調(diào)制特性的描述,它還說明參數(shù)pu、參數(shù)λ和灰核參數(shù)三
者之間是等效的;
[0254] (2)方程的左端記錄了物光波波前的振幅和相位信息,通過劉氏量子態(tài)耦合方程將波前的空間相位調(diào)制轉(zhuǎn)換為右端的[r,g,b]空間強(qiáng)度調(diào)制,圓滿地實(shí)現(xiàn)了裸視4D全息圖
像的顯示;
[0255] (3)方程右端原來的基色量參數(shù)rv′、gv′、bv′意味著灰核或者原子核,它們分別和拍攝端的三基色ru、gu、bu構(gòu)成映射關(guān)系,因?yàn)楣庾踊蛘唠娮拥谋旧砭褪请姶挪?,所以rv′、
gv′、bv′和ru、gu、bu互相構(gòu)成核磁映射或聲光耦合關(guān)系;
[0256] (4)劉氏量子態(tài)耦合方程是從XYZ-rv′gv′bv′-drdgdb伽瑪校正方程演變而來,繼承有伽瑪校正功能,可以排除反平方定律對光波的強(qiáng)度的影響;
[0257] (5)基于劉氏聲光詮釋給出的量子態(tài)可克隆結(jié)論,可以根據(jù)步驟(1)所述把劉氏量子態(tài)耦合方程左端的[λX,λY,λZ]用[(xt/yt)Y,Y,(1-x-y)Y]替代,再根據(jù)子發(fā)明5-3)-(2)可
知:Du=-lg(1/pu),可用算出的聲子參數(shù)Du分別取代劉氏量子態(tài)耦合方程右端的白色量pv,
把三基色光子的量子態(tài)完美地映射到劉氏量子態(tài)耦合方程的右端,于是可得劉氏聲光轉(zhuǎn)換
方程如下所示:
[0258] 在pugvbv子空間
[0259]
[0260] 在pvrvbv子空間
[0261]
[0262] 在pvrvgv子空間
[0263]
[0264] 在上面的方程中,電壓驅(qū)動(dòng)值dr=r1/2,dg=g1/2,db=b1/2
[0265] 根據(jù)子發(fā)明5-4)可知:從顏色空間轉(zhuǎn)換的角度講,四維的劉氏prgb顏色空間和我們在先提交的PCT/CN2011/001729發(fā)明申請中給出的Dlxtyt特性文件連接空間具有相同的
顏色轉(zhuǎn)換精度效果,問題在于Dlxtyt數(shù)值必須根據(jù)prgb色空間傳輸?shù)慕Y(jié)果間接得到,因此利
用方程左端亮度變量Y和右端的聲子常量Du在RGB和XYZ顏色空間形成聲光調(diào)制態(tài)勢,參數(shù)Y
就是視覺感受的閃電的亮度,參數(shù)Du就是耳朵聽到的雷聲,利用劉氏聲光調(diào)制方程可以在
等號(hào)左端直接獲得實(shí)測三刺激值XYZ。
[0266] 12.利用劉氏量子態(tài)耦合方程在常白型TFT?LCD液晶顯示器上顯示4D全息圖像的方法(8)(16)
[0267] 目的:計(jì)算機(jī)和手機(jī)等移動(dòng)通訊設(shè)備是在常白型顯示器的狀態(tài)下工作的,伴隨著跨媒體圖像的快速增加,往往需要在這兩種顯示狀態(tài)之間快速進(jìn)行轉(zhuǎn)換。
[0268] 方法:從下面所示的劉氏反物質(zhì)空間劉氏量子態(tài)耦合方程就可以看到它和正物質(zhì)空間劉氏量子態(tài)耦合方程的共性和差別:
[0269] 在pvgvbv子空間
[0270]
[0271] 在pvrvbv子空間
[0272]
[0273] 在pvrvgv子空間
[0274]
[0275] 反物質(zhì)空間和正物質(zhì)空間的劉氏量子態(tài)耦合方程相比較,存在兩點(diǎn)不同:參數(shù)(1-pv)和pv交換了位置,黑色背景三刺激值[Xback-k,Yback-k,Zback-k]被置換為白色背景三刺激值
[Xback-w,Yback-w,Zback-w],同理,可將上面給出的正物質(zhì)空間劉氏量子態(tài)耦合方程演變成如下所示反物質(zhì)空間的聲光調(diào)制方程:
[0276] 在pvgvbv子空間
[0277]
[0278] 在pvrvbv子空間
[0279]
[0280] 在pvrvgv子空間
[0281]
[0282] 在上面的方程中,Du=-lg(1/pu),電壓驅(qū)動(dòng)值dr=r1/2,dg=g1/2,db=b1/2。
[0283] 13.在技術(shù)上實(shí)現(xiàn)量子計(jì)算機(jī)的方法-構(gòu)造多量子比特計(jì)算邏輯的劉氏方法(8)(16)
[0284] 目的:
[0285] 量子通訊、量子計(jì)算機(jī)和光子計(jì)算機(jī)技術(shù)都涉及多個(gè)量子比特的數(shù)據(jù)處理,如何研制多個(gè)量子比特的量子邏輯網(wǎng)絡(luò)是國際學(xué)術(shù)界關(guān)注的問題。諾貝爾獎(jiǎng)獲得者費(fèi)曼曾提出
這樣的問題:經(jīng)典計(jì)算機(jī)能否精確模擬量子體系的演化?他認(rèn)為是不可能,理由是:孤立量
子系統(tǒng)的演化是幺正變換,量子學(xué)的量子態(tài)非克隆定理表明:幺正變換和不確定性原理
相矛盾,他又說:“我們要記住或許有一天量子理論會(huì)被證明是失敗的,因?yàn)樗臀覀內(nèi)粘?br>的生活經(jīng)驗(yàn)、哲學(xué)是如此的不同?!北景l(fā)明的結(jié)論是:海森伯的不確定性關(guān)系和量子力學(xué)
量子態(tài)不可克隆定律是不自恰的理論;根據(jù)劉氏聲光詮釋,微觀粒子的位置和動(dòng)量之間的
關(guān)系是確定的,一個(gè)未知量子態(tài)是可以忠實(shí)克隆的,這就為在技術(shù)上實(shí)現(xiàn)量子計(jì)算機(jī)開了
方便之,加上本發(fā)明所建立的多量子比特計(jì)算邏輯,批量生產(chǎn)廉價(jià)的量子計(jì)算機(jī)和光子
計(jì)算機(jī)就成為順理成章的事情。
[0286] 1)實(shí)現(xiàn)多量子比特計(jì)算邏輯的原理及方法:
[0287] 關(guān)于薛定鍔貓態(tài)也曾經(jīng)歷過長時(shí)期的爭論,薛定鍔設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方法引發(fā)了死貓、活貓、不死不活貓的爭議,事實(shí)上,貓的誕生和死亡只是貓一生中兩個(gè)瞬時(shí)狀態(tài),就像電路
的開和關(guān)那樣,是一種快速完成的2進(jìn)制行為,既然貓從誕生、中年到衰老并不是不死不活
的貓,那么,捉老鼠游戲才應(yīng)該是“貓生”的主旋律,用3進(jìn)制描述貓的行為才是合理的;
[0288] 可以把貓類的“生活日歷”看作視覺可見光譜,并且把全光譜劃分為pugubu,purubu,purugu等三個(gè)子色域,那么視野內(nèi)的貓就成為動(dòng)態(tài)的全息立體圖像,能夠在正、反物質(zhì)空間
隨意地穿行;假定“貓類”的計(jì)時(shí)方法是每天27個(gè)小時(shí),實(shí)行的是9小時(shí)工作制,它把每天劃
分為pugubu,purubu和purugu等3個(gè)時(shí)段,白天是13.5小時(shí),黑夜也是13.5小時(shí),那么,“貓的計(jì)
時(shí)方法”和人類通行的每天24小時(shí)、每天工作8小時(shí)、白天是12小時(shí)、黑夜是12小時(shí)的計(jì)時(shí)方
法并無本質(zhì)上的區(qū)別,相互換算十分方便。本發(fā)明認(rèn)為:對于量子計(jì)算機(jī)或光子計(jì)算機(jī)來
說,如果把2進(jìn)制和3進(jìn)制編碼融合在一起構(gòu)造多個(gè)量子比特的量子邏輯網(wǎng)絡(luò),是在技術(shù)上
實(shí)現(xiàn)量子計(jì)算機(jī)的可靠、方便、成本低廉的方法。2進(jìn)制和3進(jìn)制在光學(xué)、核物理學(xué)、化學(xué)、視
覺心理學(xué)、色度學(xué)、計(jì)算機(jī)編碼學(xué)等諸多領(lǐng)域存在密不可分的關(guān)系,自然界有許多物理或化
學(xué)問題都與數(shù)字3存在密切聯(lián)系,例如:物質(zhì)分為固體、液態(tài)、氣態(tài);按照物質(zhì)的導(dǎo)電性能分
為導(dǎo)體、半導(dǎo)體、絕緣體;原子由質(zhì)子、中子、電子組成;可見光譜上的顏色可分為高中低三
個(gè)波段;液晶物質(zhì)具有固態(tài)、液態(tài)和液晶態(tài)等3種狀態(tài),分?jǐn)?shù)1/3用3進(jìn)制描述是精確的,對于
2進(jìn)制來說,得到的結(jié)果是一個(gè)無限小數(shù),顯然,物質(zhì)世界與數(shù)字3存在著本質(zhì)性的關(guān)聯(lián);量
子世界和數(shù)字2同樣也存在密切聯(lián)系,例如:由劉氏分割方程可以看到,可見光譜上的一個(gè)
顏色可以分割成白色和彩色2個(gè)部分,電荷存在正電荷和負(fù)電荷2種,人有男女之分,動(dòng)物分
為雌雄兩類;數(shù)字1,2,3之間還存在縱橫交叉的復(fù)雜關(guān)系,只有一個(gè)男人和一個(gè)女人結(jié)婚才
能生子或生女,3個(gè)人才是一個(gè)最小的幸福家庭,才能繼續(xù)不斷地繁衍后代,沒有1就沒有2,
沒有2也就沒有3;光譜上的1個(gè)顏色可分解為3種基色,反之,3種等能基色可以合成為1個(gè)單
位的白色,紅、綠、藍(lán)3種基色中的任意2種組合在一起就變成青、品紅、黃等3種補(bǔ)色光;這么
多的例子都說明:量子計(jì)算既離不開2進(jìn)制,也離不開3進(jìn)制。
[0289] 本發(fā)明給出的多量子比特計(jì)算邏輯涵蓋了如下的原理:
[0290] (1)微觀量子空間的6點(diǎn)定位原理:
[0291] 即必須約束它的3個(gè)直線運(yùn)動(dòng)自由度和3個(gè)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)自由度,例如,CCD攝像機(jī)輸出的一個(gè)未知量子態(tài)是由經(jīng)典信息和量子信息2個(gè)部分組成的,粒子可有6個(gè)方向的自由度:3
個(gè)直線運(yùn)動(dòng)的自由度和3個(gè)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的自由度,必須施加6個(gè)約束才能使它處在穩(wěn)定的位
置,如果缺少一個(gè)約束或者多于6個(gè)約束,這個(gè)粒子的空間位置就是不確定的,都會(huì)導(dǎo)致量
子計(jì)算的錯(cuò)誤;為了對這6個(gè)自由度施加約束,可以事先在可見光譜范圍內(nèi)恰當(dāng)?shù)剡x取6個(gè)
量子的光譜輻射進(jìn)項(xiàng)測量,得到6個(gè)峰值點(diǎn)的三刺激值[Xr,Yr,Zr],[Xg,Yg,Zg],[Xb,Yb,Zb],[Xc,Yc,Zc],[Xm,Ym,Zm]和[Xy,Yy,Zy],然后把這6組數(shù)據(jù)作為數(shù)據(jù)態(tài)存儲(chǔ)起來作為量子計(jì)算的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)使用。
[0292] (2)四維時(shí)空的3點(diǎn)支撐原理:未知量子態(tài)在4D時(shí)空內(nèi)也必須得到確切的定位,本發(fā)明選擇3個(gè)標(biāo)定點(diǎn)構(gòu)成為一個(gè)放置3D圖像的支撐平面:在黑色背景狀態(tài)中測量背景態(tài)的
三刺激值[Xback-k,Yback-k,Zback-k],在白色背景狀態(tài)中測量背景白色的三刺激值[Xback-w,
Yback-w,Zback-w],根據(jù)在對量子態(tài)進(jìn)行觀測時(shí)所用白光照明的色溫,確定一組標(biāo)準(zhǔn)白色的三
刺激值[Xw,Yw,Zw](如D65標(biāo)準(zhǔn)照明),把這3組三刺激值也放在存儲(chǔ)器內(nèi)作為發(fā)送端和接受
端的共享已知數(shù)據(jù)使用。要想使一個(gè)未知量子態(tài)在四維時(shí)空內(nèi)得到確切的定位,就必須滿
足包括(1)和(2)在內(nèi)的9點(diǎn)定位要求;
[0293] (3)確定量子所在空間的極大極小原理:本原理隱含著0-θ-1的擇大-擇小數(shù)字邏輯,為了獲得確定性的量子計(jì)算結(jié)果,需要根據(jù)子發(fā)明2所述的方法確定未知量子態(tài)XYZ所
在的子空間;
[0294] (4)互補(bǔ)色原理和雙目視差原理:子發(fā)明4給出的劉氏雙目互補(bǔ)視差方程體現(xiàn)了量子相加的數(shù)字邏輯,(1個(gè)基色量子+1個(gè)間色量子)=1個(gè)紅基色量子+1個(gè)綠基色量子+1個(gè)藍(lán)
基色量子=1個(gè)白光量子都體現(xiàn)了2-3進(jìn)制互換編碼的生理-物理學(xué)基礎(chǔ)。用雙目感知世界
是高級(jí)生物具有的普遍特性,物質(zhì)3態(tài)是視覺看到的客觀存在,人和自然界的信息交流自然
而然地把數(shù)字2和數(shù)字3聯(lián)系在一起了,特別是在人工智能領(lǐng)域,人所思考的不只0和1兩種
極限狀態(tài),更多地是和0和1之間的θ狀態(tài)同時(shí)考慮,即更關(guān)注3種狀態(tài),但是2不是3的因數(shù),
無力解決微觀世界復(fù)雜問題,所以應(yīng)當(dāng)把技術(shù)實(shí)現(xiàn)的方便性和大腦思考的復(fù)雜性結(jié)合起來
考慮,涉及量子計(jì)算的操作指令,程序的描述和控制執(zhí)行復(fù)雜的計(jì)算等任務(wù)時(shí),還應(yīng)當(dāng)是由
經(jīng)典的二進(jìn)制計(jì)算機(jī)完成,而把某些存儲(chǔ)器和量子運(yùn)算器交給基于3進(jìn)制的量子的運(yùn)算邏
輯;
[0295] (5)光線傳播的反平方定律:它是指在真空環(huán)境中,光波的強(qiáng)度反比于傳播距離的平方,本發(fā)明應(yīng)用劉氏量子態(tài)耦合方程和劉氏聲光轉(zhuǎn)換方程所具有的伽瑪校正功能使未知
量子態(tài)XYZ所包含的白光量pu得到校正,并借助劉氏管道函數(shù)對白光量pw,pt,pu,pv,pe的約
束為基色量子態(tài)的時(shí)空穿越鋪平道路,使未知量子態(tài)XYZ在擺脫“不確定性關(guān)系”的束縛之
后進(jìn)入真空空間,使之符合光輻射的平方反比定律;
[0296] (6)核磁共振原理和聲光調(diào)制原理:本發(fā)明借助于劉氏管道函數(shù)的協(xié)助,使基色光子的量子態(tài)映射到劉氏量子態(tài)耦合方程的“灰核”,使未知量子態(tài)XYZ在顯示空間保持確定
的波粒二象性關(guān)系;
[0297] (7)一個(gè)未知量子態(tài)能夠被完全拷貝的劉氏量子態(tài)可克隆原理;
[0298] (8)利用聲光調(diào)制方程在正物質(zhì)和反物質(zhì)空間之間控制平滑轉(zhuǎn)換的原理。
[0299] 2)多個(gè)量子比特的量子計(jì)算邏輯
[0300] 基于對1,2,3等三個(gè)數(shù)字之間邏輯關(guān)系的理解,本發(fā)明采用2進(jìn)制和3進(jìn)制相結(jié)合的編碼·解碼數(shù)字邏輯構(gòu)造光子計(jì)算機(jī)或基于硬件的量子計(jì)算機(jī),為了達(dá)到在技術(shù)上便于
實(shí)現(xiàn)的目的,客觀需要使計(jì)算機(jī)的某些存儲(chǔ)器和運(yùn)算器是量子化的,即存儲(chǔ)器和運(yùn)算器操
作的量子比特?cái)?shù)據(jù)是采用3進(jìn)制編碼的,然后再將3進(jìn)制編碼轉(zhuǎn)換成2進(jìn)制編碼,并由經(jīng)典的
2進(jìn)制計(jì)算機(jī)執(zhí)行復(fù)雜的計(jì)算任務(wù),完成操作指令,程序描述和程序控制等任務(wù),所以計(jì)算
機(jī)的核心部分是3進(jìn)制編碼,執(zhí)行部分是2進(jìn)制編碼;本發(fā)明的具體方法是:把3進(jìn)制的每個(gè)
字節(jié)規(guī)定為9比特,每個(gè)正方形像素規(guī)定為18×18=324個(gè)胞元,字長規(guī)定為27-81比特,把
圖像的灰度級(jí)規(guī)定為324級(jí),這時(shí),10進(jìn)制的324(10)=34×22,2進(jìn)制的324=110001011,3進(jìn)
制的324=102222,10進(jìn)制的325的二進(jìn)制編碼是101001100,3進(jìn)制編碼是110000,324的因
子是2和3,采用10進(jìn)制的目的是為背景態(tài)的存在和消失留下孔隙,這和正物質(zhì)空間量子化
正方程與反物質(zhì)空間量子化方程的邏輯關(guān)系是完全吻合的。關(guān)于量子計(jì)算的精確度本發(fā)明
用如下所示的劉氏分辨率公式進(jìn)行描述,設(shè)分辨率為Ndef,則量子計(jì)算的精確度和周期數(shù)n
的變化相關(guān):在常黑型顯示器上顯示電視圖像時(shí),顯示器是在正物質(zhì)空間工作,這時(shí),[ni]
≡[1,2,3,4,5,6,7],根據(jù)劉氏基色嵌位方程,應(yīng)當(dāng)用下式計(jì)算亮線光譜a的分辨率Ndef:
[0301] Nref=[2*ni+1]×[34*22],左式中[ni]=[1,2,3,4,5,6,7],構(gòu)成15維時(shí)空;
[0302] 在常白型顯示器上顯示電視圖像時(shí),顯示器是在反物質(zhì)空間工作,根據(jù)電視原理,等T白、紅綠藍(lán)三基色及其補(bǔ)色青品紅黃的色度不會(huì)受非線性的影響,[ni]≡[1,2,3,4,5,
6,7],根據(jù)劉氏基色嵌位方程,應(yīng)用下式計(jì)算暗線光譜at的分辨率:Ndef=[2*ni]×[34*22],
變成為14維時(shí)空;
[0303] 本發(fā)明把上面所示的公式稱為劉氏量子計(jì)算邏輯式,式中:下標(biāo)def指明字符Ndef是一個(gè)用10進(jìn)制數(shù)表示的分辨率數(shù)據(jù),因數(shù)32表示每個(gè)3進(jìn)制字節(jié)的字位數(shù),因數(shù)22是為了
適應(yīng)反平方律和2-3進(jìn)制轉(zhuǎn)換的需要。
[0304] 3)實(shí)現(xiàn)量子(和光子)計(jì)算機(jī)的主要數(shù)字邏輯電路:
[0305] 只要把“擇大-擇小”數(shù)字邏輯電路、伽瑪校正電路和矩陣轉(zhuǎn)換電路(或光路)應(yīng)用到量子計(jì)算網(wǎng)絡(luò)中,就能夠高效地實(shí)現(xiàn)2進(jìn)制,3進(jìn)制和10進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換,成為實(shí)用的、高
速的光子計(jì)算機(jī)或量子計(jì)算機(jī)。
四,附圖說明
[0306] 圖1裸視全息4D電視圖像量子通訊和顯示的量子運(yùn)算邏輯圖。五,具體實(shí)施方式
[0307] 下面將參照Fig.1,說明裸視全息4D電視圖像的量子通訊和顯示的計(jì)算邏輯和具體的實(shí)施方案。
[0308] 第1步,用如下的矩陣方程把RGB顏色數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成為用XYZ表示的數(shù)據(jù):
[0309]
[0310] 第2步,將未知量子態(tài)XYZ進(jìn)行歸一化處理:即把三刺激值XYZ三個(gè)數(shù)標(biāo)定到白點(diǎn)的三刺激值XwYwZw,得XoYoZo:
[0311] 讓Xo=X/(Xw+Yw+Zw),Yo=Y(jié)/(Xw+Yw+Zw),Zo=Z/(Xw+Yw+Zw)
[0312] 第3步,用擇大-擇小邏輯電路確定[Xo,Yo,Zo]之中的最小值和最大值并按照如下規(guī)則選擇劉氏分割方程的類型:如果Xo是最小值和Zo是最大值,那么選用pugubu格式的劉氏
分割方程對XYZ進(jìn)行分割;如果Yo是最小值和Xo是最大值,那么選用purubu格式的劉氏分割方
程對XYZ進(jìn)行分割;如果Zo是最小值和Yo是最大值,那么選用purugu格式的劉氏分割方程對
XYZ進(jìn)行分割,計(jì)算出pu,gu,bu數(shù)值。為簡明起見,下面僅以min=Xo和max=Zo時(shí)用pugubu格式
的劉氏分割方程計(jì)算gu,bu及pu的路徑作為例子進(jìn)行敘述,計(jì)算參數(shù)bu時(shí),涉及到開平方計(jì)
算,可用標(biāo)準(zhǔn)的伽瑪校正電路執(zhí)行這種計(jì)算,對于其它兩種情況可依此類推;
[0313] 第4步,利用第3步得到的gu,bu數(shù)據(jù)可計(jì)算傳輸參數(shù)θ的值,方法是讓:
[0314] R=(Yb2+Yc2)1/2,tgθ=bu/gu,sinθ=Y(jié)b/R,cosθ,cosθ=Y(jié)c/R
[0315] 計(jì)算方法詳見子發(fā)明1-4);
[0316] 第5步,將算出的pu向接收端傳送;
[0317] 第6步,按照子發(fā)明8-1)給出的方法對pu數(shù)據(jù)進(jìn)行消相干校正,為方便起見,校正后的白色量數(shù)據(jù)仍用pu表示;
[0318] 第7步,按照子發(fā)明8-2)給出的方法對相位角θ數(shù)據(jù)進(jìn)行消相干校正,為方便起見,校正后的相位角數(shù)據(jù)仍用θ表示;
[0319] 第8步,按照子發(fā)明9給出的方法復(fù)原拍攝三刺激值XYZ;
[0320] 第9步,將上一步得到的拍攝三刺激值XYZ分別放在子發(fā)明9給出的pvgvbv型,pvrvbv型和pvrvgv型正物質(zhì)空間劉氏量子態(tài)耦合方程的左端,將第8步得到的被校正的相位角θ數(shù)
據(jù)分放在正物質(zhì)空間劉氏量子態(tài)耦合方程的右端;
[0321] 第10步,求解正物質(zhì)空間劉氏量子態(tài)耦合方程,即分別得全息4D電視圖像的基色動(dòng)數(shù)值[r=θ,g,b],[r,g=θ,b],[r,g,b=θ],直接用驅(qū)動(dòng)電壓dr=r1/2,dg=g1/2,db=b1/2驅(qū)動(dòng)顯示器顯示4D電視圖像;
[0322] 第11步,求解反物質(zhì)空間劉氏量子態(tài)耦合方程,即分別得全息4D電視圖像的基色動(dòng)數(shù)值[r=θ,g,b],[r,g=θ,b],[r,g,b=θ],直接用驅(qū)動(dòng)電壓dr=r1/2,dg=g1/2,db=b1/2驅(qū)動(dòng)顯示器顯示4D電視圖像。
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