Investigadores financiados por el Ejército demostraron un enfoque de aprendizaje automático que corrige la información cuántica en sistemas compuestos por fotones, mejorando las perspectivas para el despliegue de tecnologías de comunicación cuántica y detección cuántica en el campo de batalla.
Cuando se utilizan fotones como portadores de información cuántica para transmitir datos, esa información a menudo se distorsiona debido a las fluctuaciones ambientales que destruyen los frágiles estados cuánticos necesarios para preservarla.
Investigadores de la Universidad Estatal de Louisiana explotaron un tipo de aprendizaje automático para corregir la distorsión de la información en sistemas cuánticos compuestos por fotones. Publicado en Tecnologías cuánticas avanzadas , el equipo demostró que las técnicas de aprendizaje automático que utilizan las características de autoaprendizaje y autoevolución de las redes neuronales artificiales pueden ayudar a corregir la información distorsionada. Este resultado superó a los protocolos tradicionales que se basan en la óptica adaptativa convencional.
"Todavía estamos en las etapas bastante tempranas para comprender el potencial de las técnicas de aprendizaje automático para desempeñar un papel en la ciencia de la información cuántica", dijo la Dra. Sara Gamble, gerente de programas de la Oficina de Investigación del Ejército, un elemento de las Capacidades de Combate del Ejército de EE. UU.Comando de Desarrollo, conocido como DEVCOM, Laboratorio de Investigación del Ejército. "El resultado del equipo es un emocionante paso adelante en el desarrollo de esta comprensión, y tiene el potencial de mejorar en última instancia las capacidades de detección y comunicación del Ejército en el campo de batalla".
Para esta investigación, el equipo utilizó un tipo de red neuronal para corregir los modos espaciales de luz distorsionados en el nivel de un solo fotón.
"La distorsión de fase aleatoria es uno de los mayores desafíos en el uso de modos espaciales de luz en una amplia variedad de tecnologías cuánticas, como la comunicación cuántica, la criptografía cuántica y la detección cuántica", dijo Narayan Bhusal, candidato a doctorado en LSU.Nuestro método es notablemente eficaz y eficiente en el tiempo en comparación con las técnicas convencionales. Este es un desarrollo emocionante para el futuro de las tecnologías cuánticas en el espacio libre ".
Según el equipo de investigación, esta tecnología cuántica inteligente demuestra la posibilidad de codificar múltiples bits de información en un solo fotón en protocolos de comunicación realistas afectados por la turbulencia atmosférica.
"Nuestra técnica tiene enormes implicaciones para la comunicación óptica y la criptografía cuántica", dijo Omar Magaña Loaiza, profesor asistente de física en LSU. "Ahora estamos explorando caminos para implementar nuestro esquema de aprendizaje automático en Louisiana Optical Network Initiative para hacerlo inteligente., más seguro y cuántico ".
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Materiales proporcionado por Laboratorio de Investigación del Ejército de EE. UU. . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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