В обзоре прикладной физики от AIP Publishing исследователи продемонстрировали интеллектуальную квантовую технологию, которая позволяет резко сократить количество измерений, необходимых для идентификации источников света.
«Мы обучили искусственный нейрон статистическим колебаниям, которые характеризуют когерентный и тепловой свет», – сказал Омар Магана-Лоайза, автор статьи.
После того, как исследователи обучили искусственный нейрон с помощью источников света, нейрон смог идентифицировать основные особенности, связанные с определенными типами света.
«Одного нейрона достаточно, чтобы резко сократить количество измерений, необходимых для идентификации источника света, с миллионов до менее чем сотни», – сказал Ченглонг Ю, коллега-исследователь и соавтор статьи.
С меньшим количеством измерений исследователи могут гораздо быстрее идентифицировать источники света, а в определенных приложениях, таких как микроскопия, они могут ограничить световое повреждение, поскольку им не нужно освещать образец почти столько же раз при проведении измерений.
«Если вы проводите эксперимент по визуализации с тонкими флуоресцентными молекулярными комплексами, например, вы могли бы сократить время воздействия света на образец и минимизировать любые фотоповреждения», – сказал Роберто де Дж. Леон-Монтьель, еще один соавтор.
Криптография – еще одно приложение, в котором эти результаты могут оказаться ценными. Обычно, чтобы сгенерировать ключ для шифрования электронной почты или сообщения, исследователям необходимо провести миллионы измерений. «Мы могли бы ускорить генерацию квантовых ключей для шифрования, используя аналогичный нейрон», – сказал Магана-Лоайза.
Поскольку лазерный свет играет важную роль в дистанционном зондировании, эта работа также может позволить разработать новое семейство интеллектуальных лидарных систем, способных идентифицировать перехваченную или измененную информацию, отраженную от удаленного объекта. Лидар – это метод дистанционного зондирования, который измеряет расстояние до цели путем освещения цели лазерным светом и измерения отраженного света с помощью датчика.
«Вероятность глушения интеллектуальной квантовой лидарной системы будет значительно снижена с помощью нашей технологии», – сказал он. Кроме того, возможность отличать лидарные фотоны от окружающего света, такого как солнечный свет, будет иметь важные последствия для дистанционного зондирования при низких уровнях освещенности.