Tehnologii cuantice inteligente pentru auto-învățare și auto-evoluție pentru o comunicare sigură

Cercetătorii de la Universitatea de Stat din Louisiana au introdus tehnologia cuantică inteligentă pentru corectarea modului spațial al fotonilor individuali. Într-un document care apare pe coperta numărului din martie 2021 al Tehnologii cuantice avansate, autorii exploatează caracteristicile auto-învățării și auto-evoluției rețelelor neuronale artificiale pentru a corecta profilul spațial distorsionat al fotonilor individuali.

Autorii, doctorandul Narayan Bhusal, cercetătorul postdoctoral Chenglong You, studentul absolvent Mingyuan Hong, studentul universitar Joshua Fabre și profesorul asistent Omar S. Magaña – Loaiza din LSU – împreună cu colaboratorii Sanjaya Lohani, Erin M. Knutson și Ryan T. Glasser de la Universitatea Tulane și Pengcheng Zhao de la Universitatea de Știință și Tehnologie din Qingdao: raport despre potențialul inteligenței artificiale de a corecta modurile spațiale la nivel de foton unic.

“Distorsiunea de fază aleatorie este una dintre cele mai mari provocări în utilizarea modurilor spațiale de lumină într-o mare varietate de tehnologii cuantice, cum ar fi comunicarea cuantică, criptografia cuantică și detectarea cuantică”, a spus Bhusal. „În acest articol, folosim neuroni artificiali pentru a corecta modurile de lumină spațială distorsionate la nivelul fotonului unic. Metoda noastră este extraordinar de eficientă și eficientă în timp în comparație cu tehnicile convenționale. Este o dezvoltare interesantă pentru viitorul tehnologiilor spațiale libere cuantice.

Noua tehnică dezvoltată crește capacitatea canalului protocoalelor de comunicare optice dependente de foton.

„Unul dintre obiectivele importante ale Grupului de fotonică cuantică LSU este de a dezvolta tehnologii cuantice robuste care funcționează în condiții realiste”, a spus Magaña-Loaiza. „Această tehnologie cuantică inteligentă demonstrează posibilitatea codificării mai multor biți de informații într-un singur foton în protocoale de comunicații realiste afectate de turbulențele atmosferice. Tehnica noastră are implicații enorme pentru comunicarea optică și criptografia cuantică. Acum explorăm modalități de a implementa schema noastră de învățare automată la Louisiana Optical Network Initiative (LONI) pentru a o face inteligentă, sigură și cuantică. ”

Biroul de cercetare al armatei SUA sprijină cercetările lui Magaña-Loaiza asupra unui proiect intitulat „Detecție cuantică, imagistică și metrologie utilizând impulsul angular orbital multipartit”.

„Suntem încă în primele etape de înțelegere a potențialului tehnicilor de învățare automată pentru a juca un rol în știința informației cuantice”, a spus dr. Sara Gamble, manager de program la Biroul de cercetare în cercetarea cuantică. „Armata, un element al DEVCOM ARL. “Rezultatul echipei este un pas interesant înainte în dezvoltarea acestei înțelegeri și are potențialul de a îmbunătăți capacitățile de comunicare și detectare ale armatei pe câmpul de luptă”.

Referință: „Corecția modului spațial al fotonilor individuali prin învățarea automată” de Narayan Bhusal, Sanjaya Lohani, Chenglong You, Mingyuan Hong, Joshua Fabre, Pengcheng Zhao, Erin M. Knutson, Ryan T. Glasser și Omar S. Magaña – Loaiza, ianuarie 22, 2021, Tehnologii cuantice avansate.
DOI: 10.1002 / qute.202000103

Inițiativa cuantică din Louisiana este un efort de stat de a avansa cercetarea și tehnologia sistemelor cuantice în contextul celei de-a doua revoluții cuantice și de a dezvolta strategia și infrastructura tehnologică a rețelelor și dispozitivelor cuantice. Marea constelație de oameni de știință din Louisiana, care fac parte din inițiativă, cuprinde cercetători din întreaga țară, atât din instituțiile publice, cât și din cele private. Inițiativa este un ecosistem de cercetare bazat pe parteneriate și eforturi emergente și dinamice între instituții și membri individuali.

Grupul de fotonică cuantică al Departamentului de Fizică și Astronomie al LSU investighează noile proprietăți ale luminii și potențialul acesteia pentru dezvoltarea tehnologiilor cuantice. Echipa efectuează, de asemenea, cercetări experimentale în domeniile plasmonicii cuantice, imagistica cuantică, metrologia cuantică, simularea cuantică, comunicarea cuantică și criptografia cuantică.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Nanofibrele centrifugale multifuncționale pun un nou efect asupra măștilor COVID-19

Figura (A) Ilustrația schematică a procesului de producție a nanofibrelor polimerului centrifug polimer multispinning. (B) Nanofibrele polimerice sunt rotite de sistem. O...

Arheologii găsesc dovezi din monumentele de câini domestici din Peninsula Arabică Antică

Situat în regiunea tărâmurilor Alula, în nord-vestul Arabiei Saudite, acest cimitir este acum rar construit pe pământ pentru Arabia Neolitică-Calcolitică și este un ajutor...

Pe măsură ce straturile de gheață s-au topit, nivelul mării a crescut până la 18 metri

Se știe că creșterea nivelului mării datorită schimbărilor climatice este o amenințare majoră. Noile cercetări au arătat că evenimentele anterioare de pierdere a...

Oamenii de știință identifică genele umane care luptă împotriva infecției cu SARS-CoV-2

Vedere microscopică a coronavirusului. Credit: Yeti punctat Cercetările indică controlul genelor care stimulează interferonul SARS-CoV-2 Copie Oamenii de știință de la Sanford Burnham Prebis au...

Noua tehnică „Mașina timpului” dezvăluită pentru măsurarea celulei

Celulele dendritice (roșii / verzi co-colorate) într-un folicul limfoid (fragment de peyer) drenează intestinul (albastru). Credit: Wang Cao și Shengbo Zhang, WEHI Utilizând o...

Newsletter

Subscribe to stay updated.