Pesquisadores da Louisiana State University introduziram uma tecnologia qua¢ntica inteligente para a correção de modo espacial de fa³tons individuais. Em um artigo apresentado na capa da edição de mara§o de 2021 da Advanced Quantum Technologies , os autores exploram os recursos de autoaprendizagem e auto-evolução das redes neurais artificiais para corrigir o perfil espacial distorcido de fa³tons individuais.

Os autores, Ph.D. candidato Narayan Bhusal, pesquisador de pa³s-doutorado Chenglong You, estudante de graduação Mingyuan Hong, estudante de graduação Joshua Fabre e professor assistente Omar S. Magaa±a-Loaiza da LSU - junto com os colaboradores Sanjaya Lohani, Erin M. Knutson e Ryan T. Glasser da Universidade de Tulane e Pengcheng Zhao da Universidade de Ciência e Tecnologia de Qingdao - relatório sobre o potencial da inteligaªncia artificial para corrigir modos espaciais nonívelde um aºnico fa³ton.

"A distorção de fase aleata³ria éum dos maiores desafios no uso de modos espaciais de luz em uma ampla variedade de tecnologias qua¢nticas, como comunicação qua¢ntica, criptografia qua¢ntica e sensoriamento qua¢ntico", disse Bhusal. "Neste artigo, usamos neura´nios artificiais para corrigir modos espaciais distorcidos de luz nonívelde um aºnico fa³ton. Nosso manãtodo énotavelmente eficaz e eficiente em termos de tempo em comparação com as técnicas convencionais. Este éum desenvolvimento empolgante para o futuro do quantum no espaço livre tecnologias. "

A técnica recanãm-desenvolvida aumenta a capacidade do canal de protocolos de comunicação a³ptica que dependem de fa³tons estruturados.

"Um objetivo importante do Quantum Photonics Group na LSU édesenvolver tecnologias qua¢nticas robustas que funcionem em condições realistas", disse Magaa±a-Loaiza. "Esta tecnologia qua¢ntica inteligente demonstra a possibilidade de codificar vários bits de informação em um aºnico fa³ton em protocolos de comunicação realistas afetados pela turbulaªncia atmosfanãrica. Nossa técnica tem enormes implicações para a comunicação a³ptica e criptografia qua¢ntica. Agora estamos explorando caminhos para implementar nosso esquema de aprendizado de ma¡quina na Louisiana Optical Network Initiative (LONI) para torna¡-la inteligente, segura e qua¢ntica. "

O Escrita³rio de Pesquisa do Exanãrcito dos EUA estãoapoiando a pesquisa de Magaa±a-Loaiza em um projeto intitulado "Quantum Sensing, Imaging and Metrology using Multipartite Orbital Angular Momentum."

"Ainda estamos nos esta¡gios iniciais de compreensão do potencial das técnicas de aprendizado de ma¡quina para desempenhar um papel na ciência da informação qua¢ntica", disse a Dra. Sara Gamble, gerente de programa do Gabinete de Pesquisa do Exanãrcito, um elemento do DEVCOM ARL. "O resultado da equipe éum passo empolgante no desenvolvimento desse entendimento e tem o potencial de aprimorar as capacidades de detecção e comunicação do Exanãrcito no campo de batalha."