Tecnologia Científica

Tecnologias quânticas inteligentes para comunicação segura
Pesquisadores da Louisiana State University introduziram uma tecnologia quântica inteligente para a correção de modo espacial de fótons individuais.
Por Louisiana State University - 16/03/2021


Domínio público

Pesquisadores da Louisiana State University introduziram uma tecnologia quântica inteligente para a correção de modo espacial de fótons individuais. Em um artigo apresentado na capa da edição de março 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 fótons individuais.

Os autores, Ph.D. candidato Narayan Bhusal, pesquisador de pós-doutorado Chenglong You, estudante de graduação Mingyuan Hong, estudante de graduação Joshua Fabre e professor assistente Omar S. Magaña-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 inteligência artificial para corrigir modos espaciais no nível de um único fóton.

"A distorção de fase aleatória é um dos maiores desafios no uso de modos espaciais de luz em uma ampla variedade de tecnologias quânticas, como comunicação quântica, criptografia quântica e sensoriamento quântico", disse Bhusal. "Neste artigo, usamos neurônios artificiais para corrigir modos espaciais distorcidos de luz no nível de um único fóton. Nosso método é notavelmente eficaz e eficiente em termos de tempo em comparação com as técnicas convencionais. Este é um desenvolvimento empolgante para o futuro do quantum no espaço livre tecnologias. "

A técnica recém-desenvolvida aumenta a capacidade do canal de protocolos de comunicação óptica que dependem de fótons estruturados.

"Um objetivo importante do Quantum Photonics Group na LSU é desenvolver tecnologias quânticas robustas que funcionem em condições realistas", disse Magaña-Loaiza. "Esta tecnologia quântica inteligente demonstra a possibilidade de codificar vários bits de informação em um único fóton em protocolos de comunicação realistas afetados pela turbulência atmosférica. Nossa técnica tem enormes implicações para a comunicação óptica e criptografia quântica. Agora estamos explorando caminhos para implementar nosso esquema de aprendizado de máquina na Louisiana Optical Network Initiative (LONI) para torná-la inteligente, segura e quântica. "

O Escritório de Pesquisa do Exército dos EUA está apoiando a pesquisa de Magaña-Loaiza em um projeto intitulado "Quantum Sensing, Imaging and Metrology using Multipartite Orbital Angular Momentum."

"Ainda estamos nos estágios iniciais de compreensão do potencial das técnicas de aprendizado de máquina para desempenhar um papel na ciência da informação quântica", disse a Dra. Sara Gamble, gerente de programa do Gabinete de Pesquisa do Exército, um elemento do DEVCOM ARL. "O resultado da equipe é um passo empolgante no desenvolvimento desse entendimento e tem o potencial de aprimorar as capacidades de detecção e comunicação do Exército no campo de batalha."

 

.
.

Leia mais a seguir