Self-learning, self-developing inteligentní kvantové technologie pro bezpečnou komunikaci

Vědci z Louisianské státní univerzity představili inteligentní kvantovou technologii pro korekci prostorového režimu jednotlivých fotonů. V článku na obálce vydání z března 2021 z Pokročilé kvantové technologieAutoři využívají samoučící se a samovolně se vyvíjející vlastnosti umělých neuronových sítí k opravě zkresleného prostorového profilu jednotlivých fotonů.

Autoři, doktorand Narayan Bhusal, postdoktorand Chenglong You, doktorand Mingyuan Hong, doktorand Joshua Fabre a odborný asistent Omar S.Magaña-Loaiza z LSU – společně se zaměstnanci Sanjaya Lohani, Erin M. Knutson a Ryan T. Glasser z Tulane University a Pengcheng Zhao z Qingdao University of Science and Technology referují o potenciálu umělé inteligence korigovat prostorové režimy na úrovni jednotlivých fotonů.

„Náhodné fázové zkreslení je jednou z největších výzev při používání režimů prostorového světla v různých kvantových technologiích, jako je kvantová komunikace, kvantová kryptografie a kvantové snímání,“ řekl Bhusal. “V tomto článku používáme umělé neurony k opravě zkreslených režimů prostorového světla na úrovni jednoho fotonu.” Naše metoda je pozoruhodně efektivní a časově efektivní ve srovnání s konvenčními technikami. Jedná se o vzrušující vývoj pro budoucnost kvantových technologií volného prostoru. “

Nově vyvinutá technologie zvyšuje kapacitu kanálu optických komunikačních protokolů založených na strukturovaných fotonech.

“Důležitým cílem skupiny Quantum Photonics Group na LSU je vývoj robustních kvantových technologií, které fungují za realistických podmínek,” uvedla Magaña-Loaiza. “Tato inteligentní kvantová technologie demonstruje schopnost kódovat více bitů informací do jednoho fotonu v realistických komunikačních protokolech ovlivněných atmosférickými turbulencemi.” Naše technologie má obrovský dopad na optickou komunikaci a kvantovou kryptografii. V současné době hledáme způsoby, jak implementovat naše schéma strojového učení v iniciativě Louisiana Optical Network Initiative (LONI), aby byla inteligentní, bezpečná a kvantitativní. ”

US Army Research Bureau podporuje výzkum společnosti Magaña-Loaiza týkající se projektu s názvem „Kvantové získávání, zobrazování a metrologie využívající vícedílný orbitální moment hybnosti“.

„Jsme stále v relativně rané fázi porozumění potenciálu technik strojového učení hrát roli v kvantové informační vědě,“ řekl Dr. Sara Gamble, programová manažerka Army Research Office, součást DEVCOM ARL. „Výsledkem týmu je vzrušující krok vpřed v rozvoji tohoto porozumění a má potenciál v konečném důsledku zlepšit vnímání a komunikační schopnosti armády na bojišti.“

Odkaz: „Korekce pokojového režimu jednotlivých fotonů pomocí strojového učení“, autor: Narayan Bhusal, Sanjaya Lohani, Chenglong You, Mingyuan Hong, Joshua Fabre, Pengcheng Zhao, Erin M. Knutson, Ryan T. Glasser a Omar S. Magaña-Loaiza, leden 22, 2021, Pokročilé kvantové technologie.
DOI: 10,1002 / qute.202000103

Louisianská kvantová iniciativa je národní snahou o pokrok ve výzkumu a technologii kvantových systémů v kontextu druhé kvantové revoluce a o rozvoj strategie a technologické infrastruktury sítí a zařízení řízených kvantem. Velká konstelace Louisianských vědců, kteří jsou součástí této iniciativy, zahrnuje výzkumníky z celého státu, z veřejných i soukromých institucí. Iniciativa je výzkumným ekosystémem založeným na nových a dynamických asociacích a úsilí mezi institucemi a jednotlivými členy.

Skupina kvantové fotoniky na Ústavu pro fyziku a astronomii na LSU zkoumá nové vlastnosti světla a jejich potenciál pro vývoj kvantových technologií. Tým také provádí experimentální výzkum v oblasti kvantové plazmoniky, kvantového zobrazování, kvantové metrologie, kvantové simulace, kvantové komunikace a kvantové kryptografie.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Líheň je otevřená, stanici zabírá 10 členů posádky

Nově přidaný personál stanice, který se skládal z 10 členů, se shromáždil v servisní jednotce Zvezda, aby uspořádali uvítací ceremoniál s rodinnými příslušníky a...

Chronické virové infekce mohou mít hluboký trvalý účinek na imunitu člověka, podobně jako stárnutí

Analýza topologie sítě funkce imunitního systému představující desítky integrovaných buněčných odpovědí, které jsou během odstraňování viru hepatitidy C u lidí obráceny. Zkoumané signální...

Byly odhaleny bizarní dýchací orgány 450 milionů let starých mořských živočichů

Zápočet: UCR Trilobité měli při dýchání jednu nohu Nová studie našla první důkazy o vysoce vyvinutých dýchacích orgánech u mořských živočichů starých 450 milionů let. ...

“Čmáranice světla” v reálném čase

Vědci z Tokijské metropolitní univerzity vyvinuli zjednodušený algoritmus pro převod volně nakreslených čar na standardním stolním procesoru na hologramy. Dramaticky snižují náklady na...

Mineralogie hluboké kůry Země pohání hotspoty pro domácí život

Tým DeMMO Field zleva doprava: Lily Mumper, Britney Kruger a Caitlin Cesar vzorky zlomenin z vrtné soupravy DeMMO. Kredit: © Matt Kapost Pod zeleným...

Newsletter

Subscribe to stay updated.