Cơ sở vật chất tiên tiến Sản xuất hiệu quảViệc xác định các nguồn sáng đóng một vai trò quan trọng trong sự phát triển của nhiều công nghệ photonic, như LIDAR, viễn thám và kính hiển vi từ xa. Theo truyền thống, xác định các nguồn ánh sáng đa dạng như ánh sáng mặt trời, tia laser, hoặc huỳnh quang phân tử đòi hỏi hàng triệu đo, đặc biệt là trong môi trường ánh sáng yếu, trong đó giới hạn việc thực hiện công nghệ photonic lượng tử. Trong đánh giá vật lý ứng dụng, các nhà nghiên cứu đã cho thấy một công nghệ lượng tử thông minh có thể làm giảm đáng kể số lượng đo cần thiết để xác định các nguồn sáng.
Tác giả của giấy, Omar Magana-Loaiza, cho biết: "chúng tôi đã đào tạo một tế bào thần kinh nhân tạo bằng cách sử dụng các đặc tính biến động thống kê của ánh sáng mạch lạc và ánh sáng nhiệt." Sau khi các nhà nghiên cứu đào tạo các tế bào thần kinh nhân tạo với nguồn sáng, các tế bào thần kinh có thể xác định các tính năng tiềm năng liên quan đến các loại ánh sáng cụ thể.
"Một tế bào thần kinh là đủ để làm giảm đáng kể số lượng các phép đo cần thiết để xác định nguồn ánh sáng từ hàng triệu đến ít hơn 100", ông Chenglong bạn, tác giả tương ứng của giấy và nhà nghiên cứu.
Khi số lượng đo giảm, các nhà nghiên cứu có thể xác định nguồn sáng nhanh hơn. Trong một số ứng dụng, chẳng hạn như dưới kính hiển vi, chúng có thể hạn chế thiệt hại của ánh sáng, bởi vì chúng không cần phải chiếu sáng mẫu gần nhiều lần trong quá trình đo.
"Ví dụ, nếu bạn đang thực hiện một thử nghiệm hình ảnh với phức hợp huỳnh quang tinh tế phân tử, bạn có thể giảm thời gian mẫu được tiếp xúc với ánh sáng và giảm thiểu bất kỳ thiệt hại ánh sáng," một đồng tác giả Roberto de J. León-Montiel nói.
Cryptography là một ứng dụng khác có thể chứng minh giá trị của những phát hiện này. Thông thường, để tạo ra một chìa khóa để mã hóa e-mail hoặc thông tin, các nhà nghiên cứu cần phải làm cho hàng triệu phép đo. "Chúng tôi có thể sử dụng các tế bào thần kinh tương tự để đẩy nhanh việc tạo ra các phím lượng tử để mã hóa," Magana-Loaiza nói.
Bởi vì ánh sáng laser đóng một vai trò quan trọng trong lĩnh vực viễn thám, công trình này cũng có thể phát triển một gia đình mới của hệ thống LIDAR thông minh có thể xác định bị chặn hoặc sửa đổi thông tin phản ánh từ các đối tượng ở xa. LIDAR là một phương pháp viễn thám đo khoảng cách đến mục tiêu bằng cách chiếu sáng mục tiêu bằng tia laser và đo ánh đèn phản chiếu bằng một cảm biến.
"Với công nghệ của chúng tôi, xác suất của một hệ thống LIDAR lượng tử thông minh bị xáo trộn sẽ được giảm đáng kể." Ông nói. Ngoài ra, khả năng giải quyết các photon LiDAR từ ánh sáng xung quanh như ánh sáng mặt trời sẽ có ý nghĩa rất lớn cho viễn thám ở mức ánh sáng yếu.