专利汇可以提供实现量子计算机、量子通讯、裸视4D全息电视机系统的方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且实现 量子计算 机 、量子通讯、4D全息电视机系统的方法,属于 量子计算机 、量子通讯和裸视4D 全息图像 显示领域。为了用快速精确的量子通讯方法取代传统的NTSC、PAL和SECAM制式传输图像信息并在TFT LCD 液晶 显示器 上显示全息图像, 发明 了一种和传统量子学原理不同的量子计算、量子通讯和显示电视图像的方法。为实现这样的功能,本发明以刘氏分割方程为 基础 ,创建了生成量子纠缠态和把视觉 光谱 分为3个子 色域 并行处理数据的量子化方程、双目 视差 方程和量子态映射方程,可明显提高图像的处理、传输效率和4D显示效果,成本却降低;本发明否定了经典的不确定性关系和量子态非克隆定理,为在技术上实现以量子计算机、量子通讯为 支撑 的4D裸视电视系统扫清了障碍。,下面是实现量子计算机、量子通讯、裸视4D全息电视机系统的方法专利的具体信息内容。
1.一种实现量子计算机、量子通讯、裸视4D全息电视机系统的方法,其特征在于:
(1)按照如下的步骤实施《量子化物光波三刺激值XYZ的方法》:
第一步,在可见光谱内,任何一个颜色都用物光波的三刺激值XYZ进行量化描述,三刺
激值XYZ是由三基色[r,g,b]经线性转换得到的标准数据,涉及红、绿、蓝三种基本粒子的纠
缠关系,理清其纠缠关系、建立三刺激值XYZ的量子化方程是对未知量子态XYZ实施量子化
处理的关键步骤之一;
第二步,生成未知量子态XYZ的预备步骤:由CCD电视摄像机拍摄的物光波信号是用RGB
颜色空间的数据表示的,现有的显示设备采用如下的矩阵方程把RGB颜色数据转换成为用
XYZ表示的数据:
上列矩阵方程所得到的三刺激值XYZ只记录了物光波的红、绿、蓝三色强度信息,丢失
了物光波内的相位信息,之所以要对CCD摄像机拍摄的光波信号进行量子化处理,目的是从
拍摄的三刺激值XYZ中挖掘出包括强度和相位在内的量子比特信息,然后传输和显示量子
比特信息,使图像信号回归到“波粒二象性”的本来面目;
第三步,在正物质空间对未知量子态XYZ实施归一化的方法:刘氏分割方程是一个对
XYZ进行分割的预处理工具,可见光谱是一条以波长顺序排列起来的彩色光带,可分为
pugubu、purubu和purugu三个子颜色空间,对于同一组三刺激值XYZ来说,在不同的子空间内是
用不完全相同的自变量参数进行描述的:
在pugubu子空间,自变量参数是pu、gu和bu:
在purubu子空间,自变量参数是pu、ru和bu:
在purugu子空间,自变量参数是pu、ru和gu:
藉此三种格式把用三刺激值XYZ表示的未知量子态进行归一化处理;为达此目的,在上
列刘氏正物质空间分割方程中,设置了白色量参数pu和黑色背景三刺激值[Xback-k,Yback-k,
Zback-k],藉此把未知量子态XYZ中的白色成分pu自动提取出来,也使[pu,ru,gu,bu,]正规化为
0到1之间的量子分割数据;把像素的三刺激值XYZ看成是一个未知量子态,量子化三刺激值
XYZ的首要步骤是用刘氏分割方程对三刺激值XYZ进行预处理;白色光子pu的单位三刺激值
是[Xw,Yw,Zw],同时规定三刺激值[Xw,Yw,Zw]等于在标准D65照明时用等量三基色相加合成的
等能白光,也就是说:1个单位的红光加上1个单位的绿光,再加上1个单位的蓝光,结果得到
1个单位的白光,用等量三基色相加合成白光时,遵循的是3进制编码规律,这时,三基色[r,
g,b]的单位三刺激值分别是[Xr,Yr,Zr],[Xg,Yg,Zg],[Xb,Yb,Zb];[Xc,Yc,Zc],[Xm,Ym,Zm],[Xy,Yy,Zy]分别表示青、品红和黄色的三刺激值,它们分别是等能的[绿+蓝],[红+蓝],[红+
绿]单位基色相加色合成的间色,也就是说,1个单位的绿光加上1个单位的蓝光生成1个单
位的青色光,1个单位的红光加上1个单位的蓝光生成1个单位的品红色光,1个单位的红光
加上1个单位的绿光生成1个单位的黄色光,用三基色合成间色时,遵循的是经典计算机的2
进制编码规律,因此,光谱上所有颜色的集合遵循的是2进制和3进制互换的量子编码规律;
第四步,在反物质空间对未知量子态XYZ实施归一化的方法:计算机和手机的显示屏是
在白色背景三刺激值[Xback-w,Yback-w,Zback-w]状态下工作的,这和在黑色背景状态下、正物质空间工作的电视显示器恰恰相反,在对XYZ进行归一化预处理时,使用如下所示的反物质空
间刘氏分割方程:
在pugubu子空间
在purubu子空间
在purugu子空间
在刘氏反物质空间分割方程中,设置有白色背景态三刺激值[Xback-w,Yback-w,Zback-w]和
黑色量参数(1-pu),藉此自动把未知量子态XYZ中的黑色成分提取出来;在正、反物质空间
所用的两种分割方程中,为未知量子态XYZ设置了代表其9种组分色的实测三刺激值:
[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],把它们作为发送端和接收端共用的9组已知标准数据,除了两种背景态的三刺激值[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组标准彩色三刺激值是正物质空间和反物质空间共享的7
组数据,共享数据是不受非线性变换影响的,从而为拍摄空间和显示空间提供了可资利用
的交集,交集所构成的数据态为未知量子态实现时空穿越提供通行的方便,分别求解正、反
物质空间的刘氏分割方程,即得数组解[pu,ru,gu,bu]和[(1-pu),cu,mu,yu],其中的白色参数pu和黑色参数(1-pu)具有互补特性;第五步,在正物质空间内量子化未知量子态XYZ的方法-
刘氏量子化正方程:以正物质空间刘氏分割方程为工具算得的pu、ru、gu、bu为基础演化出如
下的刘氏量子化正方程;刘氏量子化正方程继承了刘氏分割方程在pugubu、purubu、purugu子
颜色空间联立工作的格式:
在pugubu子空间:R=(Yb2+Yc2)1/2,tgθ=bu/gu,sinθ=Yb/R,cosθ=Yc/R
在purubu子空间:G=(Yr2+Ym2)1/2,tgθ=ru/bu,sinθ=Yr/G,cosθ=Ym/G
在purugu子空间:B=(Yg2+Yy2)1/2,tgθ=gu/ru,sinθ=Yg/B,cosθ=Yy/B
为了用量子比特表示未知量子态的三刺激值XYZ,在pugubu、purubu、purugu子颜色空间
内,分别把第三步和第四步算得的数组[pu,gu,bu]、[pu,ru,bu]、[pu,ru,gu]和在XYZ色空间实测的单位亮度值[Yr,Yg,Yb]、[Yc,Ym,Yy]代入上列刘氏量子化正方程,即可快速算得未知量
子态XYZ,并实现了RGB和XYZ色空间数据的并行处理;在正物质空间的刘氏量子化方程中,
借助白色量参数pu把比例为(1-pu)的彩色成分从XYZ中分割出来,从而使未知量子态XYZ简
化成为以相位角θ和白色量pu为自变量的函数,相位角变量θ、三刺激值[R,G,B]、背景态的
实测三刺激值[Xback-k,Yback-k,Zback-k]与前述7种基本色的单位三刺激值发生纠缠,反物质空
间刘氏分割方程和前述正物质空间刘氏分割方程的区别仅在于显示器的背景颜色由黑色
三刺激值[Xback-k,Yback-k,Zback-k]变为白色三刺激值[Xback-w,Yback-w,Zback-w],其它参数的含义和刘氏正物质空间分割方程中的含义完全一致,设置9种标准数据态和pu、ru、gu、bu等4种量
子参数的量子态是为未知量子态XYZ提供的时空穿越和状态共存特性;鉴于一组具有既定
数值的未知量子态XYZ只可能是位于其中某个子颜色空间内,在方法(2)中给出了判断未知
量子态XYZ所在子颜色空间的方法;
(2)按照如下的步骤实施《通过“观测”确定量子所在空间的方法》:
第一步,把色温为D65时的三刺激值XwYwZw作为观测时的标准照明条件,将未知量子态
XYZ的三刺激值[X,Y,Z]分别除以(Xw+Yw+Zw)进行归一化处理,算得一组新的三刺激值[Xo,
Yo,Zo],根据格拉斯曼定律,把一个颜色的三刺激值同时扩大或缩小若干倍,其色度坐标并
不改变,通过比较归一化三刺激值[Xo,Yo,Zo]之间的相对大小,就能够预测未知量子态XYZ
是在哪一个子颜色空间内运动的粒子,从而为前述正物质空间的刘氏分割方程或刘氏量子
化方程给出一种计算未知量子态XYZ旋转相位θ和运动轨迹的方法;
第二步,比较三刺激值Xo,Yo和Zo的相对大小,找出其中的最大值和最小值:根据康普顿
效应所述,光在介质中与物质微粒相互作用,因散射而改变传播方向,又根据PCT/CN2012/
073178所述的刘氏基色嵌位方程及其衍生的刘氏波函数,判断出三刺激值Xo,Yo和Zo所代表
的未知量子态XYZ分别属于[α,β,γ]辐射中的哪一种射线,据此决定选用pugubu、purubu、
purugu三种格式中的哪一种对未知量子态XYZ进行量子化处理;
第三步,如果Xo值是最小值和Zo值是最大值,那么应该选用pugubu型刘氏量子化正方程
计算包含在XYZ中的白色量pu和基色gu,bu的数值;
第四步,如果Yo值是最小值和Xo值是最大值,那么应该选用purubu型刘氏量子化正方程
计算包含在未知量子态XYZ中的白色量pu和基色ru,bu的数值;
第五步,如果Zo值是最小值和Yo值是最大值,那么应该选用purugu型刘氏量子化正方程
计算包含在未知量子态XYZ中的白色量pu和基色ru,gu的数值;
(3)按照如下的步骤实施《在反物质空间内量子化未知量子态XYZ的方法-刘氏量子化
反方程》:
第一步,建立刘氏量子化反方程:该方程由如下所示pugubu,purubu,purugu三个子方程组
成:
pugubu子空间:R=(Yb2+Yc2)1/2,tgθ=bu/gu,sinθ=Yb/R,cosθ=Yc/R
在purubu子空间:G=(Yr2+Ym2)1/2,tgθ=ru/bu,sinθ=Yr/G,cosθ=Ym/G
在pwrugu子空间:B=(Yg2+Yy2)1/2,tgθ=gu/ru,sinθ=Yg/R,cosθ=Yy/R
上式表明:在反物质空间内,未知量子态XYZ被白色量pu分割成为比例为(1-pu)的黑色
成分和比例为pu的彩色成分,被测图像的背景颜色变为白色三刺激值[Xback-w,Yback-w,
Zback-w],伴随着相位角θ的周期性改变,未知量子态XYZ的数值随之周期性改变:原来在正物
质空间的白色量[puXw,puYw,puZw]被翻转成黑色量[(1-pu)Xw,(1-pu)Yw,(1-pu)Zw];
第二步,在正物质空间量子化未知量子态XYZ的方法中,观测者是以黑色三刺激值
[Xback-k,Yback-k,Zback-k]为背景处理量子学问题,然而,观测者也必须相对于白色三刺激值为[Xback-w,Yback-w,Zback-w]的辐射空间处理量子学问题,如在使用常白型显示器显示电视图像
和观测白矮星时;观测背景虽然不同,但照明条件同为标准白色三刺激值[Xw,Yw,Zw],黑色
量[(1-pu)Xw,(1-pu)Yw,(1-pu)Zw]和白色量[puXw,puYw,puZw]的变化周期都是根据三基色量
[ru,gu,bu]和[cu,mu,yu]的实测亮度[Yr,Yg,Yb]、[Yc,Ym,Yy]计算出来的,未知量子态XYZ被简化成了简单、快速、精确的代数运算;
方法(4)《生成双目互补视差图像的方法》就是在正、反刘氏量子化反方程的基础上演
变而来的;
(4)按照如下的步骤实施《生成双目互补视差图像的方法-3进制算法逻辑的视觉生理
学原理》:
第一步,在正物质空间内为刘氏量子化方程生成双目互补视差图像:在前述刘氏量子
化正方程等号的右边,把比例为(1-pu)的彩色成分移到等号的左边,把加号后面的白色部
分[puXw,puYw,puZw]留在原处,从而使前述刘氏量子化正方程变成如下所示的双目互补视差
格式:
pugubu子空间:R=(Yb2+Yc2)1/2,tgθ=bu/gu,sinθ=Yb/R,cosθ=Yc/R
2 2 1/2
在purubu子空间:G=(Yr+Ym) ,tgθ=ru/bu,sinθ=Yr/G,cosθ=Ym/G
在purugu子空间:B=(Yg2+Yy2)1/2,tgθ=gu/ru,sinθ=Yg/B,cosθ=Yy/B
根据格拉斯曼补色律:每一种色彩都有一个相应的补色,只要一种色光与另一种色光
相混合能产生白光,这两种色光就互称为补色,在上述三种格式中,等号左端三刺激值的代
数和等于白色三刺激值[puXw,puYw,puZw],因此,三种格式等号左侧的多项式都将混合成具
有互补特征的两个颜色;
第二步,在上面所得格式的基础上,在方程左侧分离出红、绿、蓝三基色粒子的三刺激
值,那么上一步所述具有互补特征的补色方程式即被演变成如下所示的刘氏双目互补视差
方程:
在pugubu子空间:R=(Yb2+Yc2)1/2,tgθ=bu/gu,sinθ=Yb/R,cosθ,cosθ=Yc/R
在purubu子空间:G=(Yr2+Ym2)1/2,tgθ=ru/bu,sinθ=Yr/G,cosθ=Ym/G
在purugu子空间:B=(Yg2+Yy2)1/2,tgθ=gu/ru,sinθ=Yg/B,cosθ=Yy/B
刘氏双目互补视差方程继承了刘氏分割方程的pugubu,purubu,purugu三个子颜色空间,
在用下标R表示的括号内,分别表示红、绿、蓝三种单色光子的三刺激值;在用下标L表示的
括号内是用未知量子态XYZ、背景黑色以及红、绿、蓝色的三刺激值合成的颜色;根据格拉斯
曼颜色合成替代律,在pugubu,purubu,purugu三个子颜色空间内,左眼的视觉色分别等效于用
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]进一步和右眼R看到的三基色[r,g,b]分别构成互补的基色量子对[c,r]、[m,g]、[y,b],根据视
觉生理学原理,如果双目最终看到的是并列互补的像素,那么视神经将获得的互补信息经
脑神经细胞的传导,双目视觉就会被大脑融合成为具有立体感的像素,该像素的视感三刺
激值等于等号右端的白色三刺激值[puXw,puYw,puZw];刘氏双目互补视差方程是为方法(11)
刘氏量子态耦合方程预先准备的视觉混色模型,未知量子态XYZ分别是伴随变量pu和(1-pu)
变化的互补基色量子对[c,r],[m,g]和[y,b];不同子空间的基色量子态都是θ和(1-pu),直
接用它们分别取代方法(11)《XYZ-rv′gv′bv′-drdgdb伽玛校正方程》中的灰核参数rv′,gv′,bv′,藉此推导出刘氏量子态耦合方程;
第三步,在反物质空间内为刘氏量子化方程生成双目互补视差图像的方法:反物质空
间内的双目互补视差方程由如下所示的pugubu,purubu,purugu三个子方程组成:
pugubu子空间:R=(Yb2+Yc2)1/2,tgθ=bu/gu,sinθ=Yb/R,cosθ=Yc/R
在purubu子空间:G=(Yr2+Ym2)1/2,tgθ=ru/bu,sinθ=Yr/G,cosθ=Ym/G
在purugu子空间:B=(Yg2+Yy2)1/2,tgθ=gu/ru,sinθ=Yg/B,cosθ=Yy/B
观察上列方程可知:双目视觉仍然是由左眼L分别看到的间色青[g,b]、品红[b,r]、黄
色[r,g]和右眼R看到的红r、绿g、蓝b色分别形成的互补基色量子对[c,r]、[m,g]、[y,b],左
眼L看到的等效间色[c,m,y]分别和右眼R看到的三基色r,g,b形成互补色,但观测背景变为
白色三刺激值[Xback-w,Ybackw,Zback-w],双目合成的颜色变成为等号右侧的黑色三刺激值[(1-
pu)Xw,(1-pu)Yw,(1-pu)Zw];
刘氏量子化方程是以刘氏分割方程算得的参数[pu,ru,gu,bu]为基础建立出来的,在视
觉深度方向缺少把时间[pu,(1-pu)]和空间[ru,gu,bu]的联系起来约束,应根据方法(5)挖掘
白色量pu更多的功能;
(5)按照如下步骤实施《生成刘氏purugubu-4D颜色空间的方法及白色量pu多功能特性》:
第一步,利用前述白色量参数pu作为时间坐标诠释“波包塌缩”的原因;
第二步,把白光量参数pu作为控制图像视觉深度的参数:在我们的PCT/CN2011/001729
专利申请中已经指出:密度D和白色量p是在同一条白色光谱线上的、分别用对数函数和指
数函数计算出来的反函数数值,计算模型是:Du=-lg(1/pu);
第三步,利用相对视觉深度Du的变换使立体图像在纵深方向产生动感:在刘氏分割方程
中,以黑色背景三刺激值[Xback-k,Yback-k,Zback-k]为基准控制三维图像在纵深方向的位置,当白色量pu从pumax=1逐渐减小时,密度D则逐渐增大,反之,密度D逐渐减小;
第四步,利用白光量参数pu传输图像信息:在纯化白光量pu和相位角θ的方法中,利用白
光量pu和相位角θ的纠缠关系,达到用白光量参数pu替代三基色分量ru,gu,bu传输图像信息
的目的;
第五步,利用白光量参数pu实现量子通讯:白色激光是由三基色激光合成的光,白光的
动量比单色激光大得多,在同等衰减量的情况下能够传送更远的距离;
第六步,利用自光量参数pu实现立体图像的全息显示:在方法(11)和(12)中出现的刘氏
量子态耦合方程和刘氏声光调制方程中,将要利用白色量pu及其反函数Du之间的制约关系
显示全息立体图像和控制薛定锷猫态在时空中的运动状态;
第七步,利用白光量参数pu的衰减特征校正白光量pu及其相位角θ的消相干误差;
根据前述七个步骤可知:白光子pu的波粒二相性参数需要在白色量的反函数Du的约束
之下才能形成具有深度感的立体图像[pu,θ];
从下面的方法(6)开始,将分别叙述实施白色量pu多种功能的具体步骤;
(6)按照如下的步骤实施《利用白光量pu和相位角θ传输未知量子态XYZ的方法》:
第一步,把三刺激值XYZ用白场三刺激值XwYwZw进行标定得到归一化的三刺激值XoYoZo;
第二步,用选定格式的刘氏分割方程计算白色量pu和基色量[gu,bu]或[ru,bu]或[rugu],
根据基色量[gu,bu]或[ru,bu]或[ru,gu]计算相位角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参数;
第三步,白色量pu和相位角θ的振动频率是相等的,只需要向接收端传送归一化的白色
量pu,相位角θ被留在原地;
第四步,在接收端测量接收到的是白色量pu的数据,然后让未知量子态[X,Y,Z]=
[puXw,puYw,puZw],这意味着利用公共数据态[Xw,Yw,Zw]给出了白色量pu的三刺激值,但是pu
在CCD传感器中被散射为[ru,gu,bu],受迫振动的介质粒子[cu,mu,yu]吸收[ru,gu,bu]的能
量,从而使未知量子态[X,Y,Z]中白色量pu衰变成为黑色量的三刺激值[(1-pu)Xw,(1-pu)Yw,
(1-pu)Zw];
第五步,利用方法(8)给出的《在接收端纯化白光量pu的方法》,首先对白色量pu进行纯
化处理,然后再对相位角θ进行纯化处理;
第六步,将被纯化处理后的白光量pu和相位角θ数值代入方法(1)所述的刘氏量子化正
方程,复原来自发送端的未知量子态XYZ的始态数据,回顾前述步骤,白光子pu从刘氏量子
化正方程出发又回到了原来的出发地,精确地完成了一个循环的旅行;
上述过程表明:纯化处理后的白光子pu和相位角θ具有描述白光子波粒二象性的功能,
问题是:究竟是什么因素在影响白光子pu的精准旅行呢?就在pu这个地方,哥本哈根学派和
爱因斯坦发生了对量子论发展进程影响至深的伟大论战,有必要通过方法(7)深入地求证
论战双方的是与非;
(7)按照如下步骤实施《解释“波包塌缩”原因的刘氏声光诠释及验证方法》:
第一步,我们的研究证明:爱因斯坦对“哥本哈根波包塌缩诠释”的质疑是有道理的,关
于波包塌缩问题,我们在第二步中提出了与哥本哈根学派概率诠释不同的刘氏声光调制诠
释;
第二步,光在到达传感器之后与介质微粒相互接触,形成反射成分和散射成分,在散射
的射线中,除了与原波长λ相同的成分外,还有波长大于λ的成分,这种现象称为康普顿效
应,康普顿效应使入射光波的平均波长增加,由于不同波长的光衰减速率不同,波长越短衰
减得越快,导致三基色的波长分布失衡、波动的相位发生扭转并且引起光波“红移”,如果按
照能量递减的顺序和以某种量子间隔对“塌缩”在显示屏上光斑从最大光斑到光斑消失为
止测量光斑的辐射强度,绘出一个反映多普勒效应的波形,在横波波形收缩为一个光斑的
同时,纵波波形则舒展开来,变成多普勒效应所表现的波形,如果把二者联系在一起考虑,
那么就计算出被观测光子的波粒二象性信息,从而使原本认为的不确定性关系变为确定性
关系,把不准确的概率诠释变成准确的代数运算结果,为便于叙述新的诠释并与概率诠释
相区别,把新的诠释简称为刘氏声光诠释;
第三步,为了验证刘氏声光诠释的正确性,通过测量红光子光斑的三刺激值XrYrZr、绿
光子光斑的三刺激值XgYgZg、蓝光子光斑的三刺激值XbYbZb和白光子光斑的三刺激值XwYwZw,
然后分别对它们进行嵌位计算,证明了刘氏声光诠释的正确性,这里仅以红基色光为例进
行说明:
按照光强由弱到强的顺序实测一系列红基色光斑的三刺激值[Xri,Yri,Zri],然后利用
刘氏基色嵌位方程对这一系列有序排列的三刺激值进行嵌位计算,就为红光子的颜色样本
准确地算得一组量子化信息,其中包括嵌位亮度YRt,波长λ,嵌位基色量at和基准基色量a的
数据:
在上述衍生的模型中,YRt是红光波的嵌位亮度,表示在时间t视觉感受的闪电强度,λ表
示瞬时光波的波长,把函数λ称为刘氏波模型,三刺激值[λX,λYt,λZ]表示量子态在时刻t对
听觉的刺激强度,如果a表示未知量子态XYZ在屏幕上显示的光斑大小,那么at就准确地预
测了具有波粒二相性的光斑虚像,嵌位处理所达到的效果是:三刺激值为[X,YRt,Z]的光波
和三刺激值为[λX,λYRt,λZ]的光波都和[Xr,Yr,Zr]的色相一致,这说明[X,YRt,Z]和[λX,λYRt,λZ]描述的是同一种、但亮度不同的红色粒子,按照刘氏声光诠释,a就是光子的粒子性
信息,因为测量导致了“波包塌缩”,这才出现了嵌位基色量at,从上面的刘氏波模型看到,
函数λ是以蓝色刺激强度Z和嵌位亮度YRt为自变量的函数,YRt在时间Δt内的亮度分布就是
被哥本哈根概率诠释弄丢了的那部分波包:根据刘氏基色嵌位方程给出的刘氏波模型可
知:YRt也是确定性的、被克隆的量子信息:未知量子态XYZ的粒子性信息是a,波动性信息是
λ,而λ的数值又依赖于变量参数[Z,YRt],因此,[Z,YRt]才是直接表达波动性的色相和亮度
参数,不过橫波波形已经渐变为纵波波形,由此可见:红光粒子的波粒二象性并不是“不确
定性关系”;再将刘氏基色方程给出的参数YRt、λ、at、a和如下所示的德布罗意波模型加以比
较:德布罗意波模型是: 其中 比较后得知:在如上所示的德布罗意物质
波模型中,参数 是普朗克常量,动量p是一个变量,演绎的结论是具有不确定性关系;在刘
氏波模型中,嵌位亮度YRt是由观察态XwYwZw和背景态Xback-kYback-kZback-k以及未知量子态XYZ
中已知变量[X,Z]决定的实数值,德布罗意波模型中的动量p并没有把与它相互作用的环境
都包括进来,是一个环境孤立的系统,而刘氏基色嵌位方程涉及到背景态和观察态的三刺
激值,从本质上讲,德布罗意波模型演绎出的是“不确定性关系”和“量子态非克隆定理”,刘
氏基色嵌位方程及其衍生模型则演绎出确定性的代数运算结果和克隆未知量子态XYZ的方
法;
为了进一步证明哥本哈根概率诠释是不自洽的,在方法(8)中给出了校正消相干误差
的方法;
(8)按照如下的步骤实施《纯化白光量pu和相位角θ的方法-刘氏白色和相位角校正方
程》:
①在接收端纯化白光量pu的方法-刘氏白色嵌位方程:
第一步,根据方法(6)所述“利用白光量pu和相位角θ传输未知量子态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,用下面所示的刘氏白色嵌位方程作为工具对白色量进行纯化处理:
在刘氏白色嵌位方程中设置了三个未知量:嵌位亮度Yt、波长参数λ、嵌位白色量参数
pu′,已知量是黑色背景的三刺激值[Xback-k,Yback-k,Zback-k]和标准观察白光的三刺激值[Xw,Yw,Zw],对于量子技术来说,利用上述三个未知量的嵌位作用把未知量子态XYZ所包含的嵌
位亮度信息Yt、波动信息λ、嵌位白色量pu′、基准白色量pu都囊括进去,构成一个四维共振
体,实测亮度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,求解刘氏白色嵌位方程,导出计算嵌位亮度值Yt的模型,由刘氏白色嵌位方程
导出的嵌位亮度函数Yt是以实测三刺激值中的红色和蓝色刺激值[X,Z]为自变量的函数,
白光的波长函数λ的自变量包括嵌位亮度Yt和蓝色亮度刺激值Z,嵌位亮度Yt的值是一个实
数,该模型综合性地排除了CCD传感器中介质粒子对被测光线的吸收和背景反射三刺激值
[Xback-k,Yback-k,Zback-k]对量子计算精确性产生的危害,三刺激值[X,Yt,Z]才是和[Xw,Yw,Zw]色相一致未知量子态,因此[X,Yt,Z]=[X,Y,Z],这是经典量子学没认识到的;
第四步,继续求解刘氏白色嵌位方程,推导出计算白光波长的波函数λ:
在这个函数中,自变量是实测三刺激值XYZ中的蓝色刺激
值Z和嵌位亮度参数Yt,嵌位亮度参数Yt是上一步算得的数值;
第五步,继续求解刘氏白色嵌位方程,推导出计算嵌位白色量pu′的模型:
在这个函数中,乘积λYt代表嵌位白色量pu′的亮度,λYt就是量子学中所说
的直积态,直积态是一个复合变量;
第六步,将嵌位白色量pu′中的嵌位亮度λYt除以波长λ,可得计算基准白色量pu的模型
如下:
根据基准白色量模型pu算出的白光子pu被赋予振动频率1/λ和亮度Yt;
第七步,用白色嵌位方程导出的参数模型证明刘氏声光诠释的正确性:根据刘氏白色
嵌位方程及其衍生模型的计算可知,视觉深度Du是白色量pu所对应的密度值,Du和pu位于同
一条白色光谱线上,即Du等于反射率(Yt/Yw)对数的负值,声子Du的大小决定了雷声的响度,
亮度Y的大小就是和雷声响度相对应的闪电的亮度,所有参数都是确定的实数值,并不涉及
不确定性关系,这证明:哥本哈根概率诠释是不能自洽的,刘氏声光诠释是由色度学原理和
实验数据所支持的;
②在接收端校正白光的红、绿、蓝的分量的方法-刘氏三基色相位角嵌位方程:
第一步,设红光子、绿光子、蓝光子未知量子态的实测三刺激值分别是[XR,YR,ZR],[XG,
YG,ZG],[XB,YB,ZB],根据方法(4)第二步给出的刘氏双目互补视差方程,可得三基色光子的
三刺激值如下:
将前述由刘氏白色嵌位方程导出的白色量校正值pu代入上式,就把基色三刺激值[XR,
YR,ZR],[XG,YG,ZG],[XB,YB,ZB]计算出来;
第二步,对相位角θ进行纯化校正,方法是:将三刺激值[XR,YR,ZR]、[XG,YG,ZG]、[XB,YB,ZB]分别代进入如下所示的刘氏相位角嵌位方程:
在pugubu子色空间的相位角嵌位方程:
在purubu子色空间的相位角嵌位方程:
在purugu子色空间的相位角嵌位方程:
第三步,解刘氏相位角嵌位方程,分别可得红基色光、绿基色光、蓝基色光的相位角校
正值θ,每个波段的相位角校正值的计算步骤如下:
(i)长波段相位角校正模型:求解在pugubu子空间的刘氏相位角嵌位方程,可得:
红光子的嵌位亮度:
红光子的刘氏波函数:
红光子的嵌位相位角:
红光子被纯化后的相位角:
(ii)中波段相位角校正模型:求解在pwrubu子空间的刘氏相位角嵌位方程,可得:
绿光子的嵌位亮度:
绿光子的刘氏波函数:
绿光子的嵌位相位角:
绿光子被纯化后的相位角:
(iii)短波段相位角校正模型:求解在pwrugu子空间的刘氏相位角嵌位方程,可得:
蓝光子的嵌位亮度:
蓝光子的刘氏波函数:
蓝光子的嵌位相位角:
蓝光子被纯化后的相位角:
③用刘氏三基色相位角嵌位方程的导出模型证明刘氏声光诠释的正确性:观察由刘氏
相位角嵌位方程导出的波函数λ可知:三基色亚光子的波长分别是其嵌位亮度[YRt,YGt,YBt]
和实测亮度[ZR,ZG,ZB]的函数,因此,在刘氏白色嵌位方程中Yt=(YRt+YGt+YBt)、Z=(ZR+ZG+
ZB),Yt是嵌位亮度,是为听觉提供声波响度的参数,Z是实测三刺激值XYZ中的蓝色高频刺
激,是为视觉提供亮度刺激强度的参数;再看被纯化后的相位角θ,虽然θ也分别是YRt,YGt,
YBt的函数,但它们和λ并不相关,这说明:被纯化后的相位角和嵌位亮度相关,是对三基色
[r,g,b]粒子性的描述,嵌位相位角[θ′,θ′,θ′]是对三基色[r,g,b]波动性的描述,图像信号已经回归到“波粒二象性”的本来面目,这表明:刘氏声光诠释对哥本哈根诠释和“不确定
性关系”的否定是以实验数据为基础,有充分依据的;
经过上述纯化操作,未知量子态XYZ中包含的红移误差已被排除,从而为实施方法(9)
的第一步提供了复原三刺激值XYZ所需要的波粒二相性数据[pu,θ];
(9)按照如下的步骤实施《在接收端复原三刺激值XYZ的方法》:
第一步,将纯化后的白色量pu和相位角θ分别代入方法(1)和(3)给出的刘氏量子化正、
反方程,就复原了未知量子态XYZ的数据;被复原的三刺激值XYZ数据就是方法(11)刘氏量
子态耦合方程所涉及的刘氏伽玛校正方程等号左端需要输入的三刺激值X、Y、Z;
第二步,根据被复原未知量子态的三刺激值[X,Y,Z]计算被复原未知量子态的色度坐
标值[xt,yt,zt]:
第三步,将上一步得到的色度坐标[xt,yt,zt]代到刘氏声光转换方程左端,求解刘氏声
光转换方程即得三基色[r,g,b]的解,最后用驱动参数[dr,dg,db]把三基色[r,g,b]所代表
的未知量子态XYZ显示出来;然而第一步所述的波粒二相性数据[pu,θ]是从拍摄端传来的、
描述未知量子态XYZ波粒二相性的纯化数据,但是由显示器设备特性决定的视觉白色量是
pv,尚需要用方法(10)确保摄像机输出的白色pu和显示器显示的视觉白色量pv具有正确的
匹配关系;
(10)按照如下的步骤实施《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:为了标定摄像机的工作状态,按照我们在PCT/CN2012/073178所述《对色靶上
颜色样本的拍摄》的方法获取三次灰色梯尺数组[Rwi,Gwi,Bwi],该梯尺是一条21级的、对白
点适应的灰色梯尺;再用PCT/CN2012/073178所述的刘氏电磁转换方程把数组[Ri,Gi,Bi]转
换成三刺激值[Xui,Yui,Zui],然后用刘氏白平衡嵌位方程及其衍生模型所述方法算出基准
白色量数组[pui];
第二步,对显示器的工作状态进行标定:按照我们在PCT/CN2011/000327子发明8所述
“一种生成‘白点适应灰色梯尺’的方法”获得灰色梯尺的三刺激值数组[XviYviZvi],然后仿
照第一步的方法用前述刘氏白平衡嵌位方程计算显示器的白色量数组[pvi];
第三步,以白色量数组[pvi]为因变量数组,以摄像机的白色量数组[pui]为自变量数组
进行数据拟合,就得到幂函数 根据我们的计算γuv=1,即:白色量pu和pv是等效的,
但是与刘氏伽玛校正方程中的[pv′,rv′,gv′,bv′]相比较,四维共振体[pu,ru,gu,bu]和[pv,rv,gv,bv]的亮度是比较低的,分别在常黑型和常白型显示器上显示出保真度优良的彩色图
像;
(11)按照如下的步骤实施《借助刘氏量子态耦合方程和常黑型TFT LCD液晶显示器显
示4D全息图像的方法》:
第一步,从刘氏伽玛校正方程到刘氏量子态耦合方程的演变:我们在PCT/CN2011/
000327发明申请中给出过“一种XYZ-rv′gv′bv′-drdgdb伽玛校正方程”,其格式如下所示:
在pvgvbv子空间:
在pvrvbv子空间:
在pvrvgv子空间
其中:
该方程把灰核参数rv′、gv′、bv′作为显示端基色的接口参数,该接口参数和拍摄色空间
的基色光子ru、gu、bu形成映射关系,rv′、gv′、bv′和ru、gu、bu的自旋转方向相反、量子态同为θ;
但该方程是以刘氏基色方程及其衍生的嵌位亮度Yt、波长λ、嵌位基色量at、基色量a和
驱动参数[di]为基础建立的方程,参数pv和相位角θ没有建立函数关系,不具备量子通讯功
能,需要按照如下方法使其获得这种功能;根据开普列给出的“光的强度和光源的距离的平
方成反比”原理以及我们的发明申请PCT/CN2011/000327所述:刘氏伽玛校正方程中的pv′
=pv1/2,又根据方法(8)所述的刘氏白色嵌位方程,白色量pu′和pv′是等效的参数,再根据方
法(4)中第三步所述反物质空间双目互补视差方程:借助相位角θ已使三基色[r,g,b]和白
色量pu的相位反转,在子空间pugubu内右眼看到的颜色实际是青色色相c,在子空间purubu内
右眼看到的颜色实际是品红色相m,在子空间purugu内右眼看到的颜色实际是黄色色相y,白
色量参数pu已经变成为黑色成分(1-pu),藉此把刘氏伽玛校正方程演变成如下所示的刘氏
量子态耦合方程:
在pvgvbv子空间
在pvrvbv子空间:
在pvrvgv子空间:
在上式中:
在刘氏量子态耦合方程的pvgvbv子空间:
r′v=Xrcos-1θ(1-pu)=Xrcos-1θ(1-pv), gv′=Yrcos-1θ(1-pu)=Yrcos-1θ(1-pv),
bv′=Zrcos-1θ(1-pu)=Zrcos-1θ(1-pv);
在刘氏量子态耦合方程的pvrvbv子空间:
r′v=Xgcos-1θ(1-pu)=Xgcos-1θ(1-pv), gv′=Ygcos-1θ(1-pu)=Ygcos-1θ(1-pv)
bv′=Zgcos-1θ(1-pu)=Zgcos-1θ(1-pv)
在刘氏量子态耦合方程的pvrvgv子空间:
r′v=Xbcos-1θ(1-pu)=Xbcos-1θ(1-pv), gv′=Ybcos-1θ(1-pu)=Ybcos-1θ(1-pv)
bv′=Zbcos-1θ(1-pu)=Zbcos-1θ(1-pv)
第二步,从刘氏量子态耦合方程到刘氏声光调制方程的演变:
在刘氏量子态耦合方程等号的左侧是入射光波的三刺激值[λX,λY,λZ]的波粒二象性
信息,根据方法(9)中的第二步,算出方程左端未知量子态XYZ的色度坐标值xt、yt、zt,即有:
根据色度学原理和上式算得的色度坐标[xt,yt,zt],将刘氏量子态耦合方程等号左端
的三刺激值[λX,λY,λZ]作如下的等效替代:
根据刘氏基色嵌位方程,当驱动坐标di和波长λi改变时,存在如下的变化规律:
∵当di=0时,λi=0,∴[X,Y,Z]=[X,Yt,Z],
∵当0<di<1时,0<λi<1,
当(di=λi=1)时,pi=1,∴[X,Y,Z]=[Xw,Yw,Zw]
由刘氏量子态耦合方程看到:方程左端的[λX,λY,λZ]应作如下的等效替代:
上述替代关系清楚地看到:三刺激值[λX,λY,λZ]是对未知量子态XYZ波粒二象性的描
述,参数[puYw(xt/yt),puYw,puYw(1-xt-yt)/yt]是对振幅和相位信息的描述,参数[pwX,pwY,
pwZ]是对微观粒子声光调制特性的描述,它还说明参数pu、参数λ和灰核参数三者之间是等
效的;
根据我们的PCT/CN2011/001729发明申请,(1-pv)等于黑色的声子Dl,基于上述分析,可
将上面的刘氏量子态耦合方程演变成如下所示的正物质空间的刘氏声光调制方程:
在pvgvbv子空间
在pvrvbv子空间
在pvrvgv子空间
在上面的方程中,电压驱动值dr=r1/2,dg=g1/2,db=b1/2;
正物质空间的刘氏声光调制方程具有如下特征:方程的左端记录了物光波波前的振幅
和相位信息,通过刘氏量子态耦合方程将波前的空间相位调制转换为右端的[r,g,b]空间
强度调制,实现了裸视4D全息图像显示;
方程右端原来的基色量参数rv′、gv′、bv′意味着灰核或者原子核,它们分别和拍摄端的
三基色ru、gu、bu构成映射关系,因为光子或者电子的本身就是电磁波,因此,rv′、gv′、bv′和ru、gu、bu互相构成核磁映射或声光调制关系;
正物质空间的刘氏声光调制方程是从XYZ-rv′gv′bv′-drdgdb伽玛校正方程演变而来,继
承有伽玛校正功能,排除反平方定律对光波的强度的影响;基于刘氏声光诠释给出的量子
态可克隆结论,把刘氏量子态耦合方程左端的[λX,λY,λZ]用[(xt/yt)Y,Y,(1-x-y)Y]替代,
方程中的声子参数Du取代了刘氏量子态耦合方程右端的白色量pv,方程左端的亮度变量Y和
右端的声子常量D在RGB和XYZ颜色空间形成声光调制态势,具有核磁共振属性,参数Y就是
视觉感受的闪电的亮度,参数D就是耳朵听到的雷声,由此证明:用刘氏声光调制诠释取代
哥本哈根诠释是十分必要的;
(12)按照如下的步骤实施《利用刘氏量子态耦合方程在常白型TFT LCD液晶显示器上
显示4D全息图像的方法》:
第一步,当观测者以白色背景为基准对量子空间进行观测时,白色背景三刺激值
[Rback-w,Gback-w,Bback-w]对量子计算精确性的影响应被纳入如下所示的反物质空间刘氏声光
调制方程;
第二步,根据方法(8)所述‘纯化白光量pu和相位角θ的方法-刘氏白色和相位角校正方
程’,把刘氏伽玛校正方程左端的三刺激值[λX,λY,λZ]的归一化函数表示如下:
当刘氏基色嵌位方程中的驱动坐标di和波长λi改变时,存在如下的变化规律:
当di=0时,λi=0,[X,Y,Z]=[X,Yt,Z],
当0<di<1时,0<λi<1,λX=(xt/yt)Y,λY=Yt,λZ=[(1-xt-yt)/yt]Y,
当(di=λi=1)时,pi=1,[X,Y,Z]=[Xw,Yw,Zw];
上列等式左端的参数[λX,λY,λZ]记录了物光波波前的振幅λ和相位信息[X,Y,Z],通过
刘氏量子态耦合方程将被波长λ调制的未知量子态转换成为被右端基准基色量[r,g,b]调
制的未知量子态XYZ,三基色[r,g,b]在波前的未知量子态是[R,G,B],波长分别等于刘氏白
色嵌位方程的衍生波函数[λr,λg,λb],在灰色平衡空间内,刘氏伽玛校正方程中的灰核参数
[r′,g′,b′]等效于三刺激值[R,G,B],这意味着未知量子态RGB和XYZ是在RGB和XYZ色空间
之间互相克隆的,根据刘氏白色嵌位方程和上述刘氏不等式可知:当驱动坐标[di]和波长
[λi]改变时,在灰核参数[rv′,gv′,bv′]、[rv,gv,bv]和实测三刺激值XYZ之间存在的规律是:
RGB和XYZ的色度坐标[rt,gt,bt]=[xt,yt,zt],标定三刺激值[Ro,Go,Bo]=[Xo,Yo,Zo];
第三步,根据我们的PCT/CN2011/001729发明专利申请,参数(1-pv)的密度等于Dl=
Dxyz,参数pv的密度Dl=Drgb,根据方法(5)第二步可知:密度参数Du=-lg(1/pu),以密度变量
为桥梁把刘氏量子态耦合方程转换成如下所示的反物质空间刘氏声光调制方程:
在pvgvbv子空间
在pvrvbv子空间
在pvrvgv子空间
在上面的方程中,Du=-lg(1/pu),电压驱动值dr=r1/2,dg=g1/2,db=b1/2
反物质空间和正物质空间的刘氏量子态耦合方程相比较,存在两点不同:参数(1-pv)和
pv交换了位置,黑色背景三刺激值[Xback-k,Yback-k,Zback-k]被置换为白色背景三刺激值
[Xback-w,Yback-w,Zback-w]:
(13)按照如下的步骤实施《在技术上实现量子计算机的方法-构造多量子比特计算逻
辑的刘氏方法》:基于对1,2,3等三个数字之间逻辑关系的理解,采用2进制和3进制相结合
的编码·解码数字逻辑构造光子计算机或基于硬件的量子计算机,为了达到在技术上便于
实现的目的,客观需要使计算机的某些存储器和运算器是量子化的,即存储器和运算器操
作的量子比特数据是采用3进制编码的,然后再将3进制编码转换成2进制编码,并由经典的
2进制计算机执行复杂的计算任务、完成操作指令、程序描述和程序控制等任务,所以计算
机的核心部分是3进制编码,执行部分是2进制编码;具体方法是:把3进制的每个字节规定
为9比特,每个正方形像素规定为18x18=324个胞元,字长规定为27-81比特,把图像的灰度
4 2
级规定为324级,这时,10进制的324(10)=3 x2 ,2进制的324=110001011,3进制的324=
102222,10进制的325的二进制编码是101001100,3进制编码是110000,324的因子是2和3,
采用10进制的目的是为背景态的存在和消失留下孔隙,这和正物质空间量子化正方程与反
物质空间量子化方程的逻辑关系是完全吻合的;关于量子计算的精确度用如下所示的刘氏
分辨率公式进行描述,设分辨率为Ndef,则量子计算的精确度和周期数n的变化相关:在常黑
型显示器上显示电视图像时,显示器是在正物质空间工作,这时,[ni]≡[1,2,3,4,5,6,7],根据刘氏基色嵌位方程,应当用下式计算亮线光谱a的分辨率Ndef:
Ndef=[2*ni+1]×[34*22],左式中[ni]=[1,2,3,4,5,6,7],构成15维时空;
在常白型显示器上显示电视图像时,显示器是在反物质空间工作,根据电视原理,等T
白、红绿蓝三基色及其补色青品红黄的色度不会受非线性的影响,[ni]≡[1,2,3,4,5,6,
7],根据刘氏基色嵌位方程,应用下式计算暗线光谱at的分辨率:Ndef=[2*ni]×[34*22],变
成为14维时空;
把上面所示的公式称为刘氏量子计算逻辑式,式中:下标def指明字符Ndef是一个用10
进制数表示的分辨率数据,因数32表示每个3进制字节的字位数,因数22是为了适应反平方
律和2-3进制转换的需要;
在方法(2)中给出了判断未知量子态XYZ所在子颜色空间的方法;方法(2)和实现量子
(和光子)计算机的主要数字逻辑电路密切相关:只需要把“择大-择小”数字逻辑电路、伽玛
校正电路和矩阵转换电路(或光路)应用到量子计算网络中,就能够高效地实现2进制,3进
制和10进制之间的转换,成为实用的、高速的光子计算机或量子计算机。
一,技术领域
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