خودآموزی ، فناوری های کوانتومی هوشمند در حال تکامل برای ارتباطات ایمن

محققان دانشگاه ایالتی لوئیزیانا یک فناوری کوانتومی هوشمند برای اصلاح حالت فضایی تک فوتون ها ارائه داده اند. در مقاله ای که روی جلد فن آوری های پیشرفته کوانتومی مارس 2021 قرار گرفت ، نویسندگان از ویژگی های خودآموزی و تکامل خود در شبکه های عصبی مصنوعی بهره برداری می کنند تا مشخصات مکانی تحریف شده تک فوتون ها را اصلاح کنند.
نویسندگان ، نامزد دکترای Narayan Bhusal ، محقق فوق دکترا Chenglong You ، دانشجوی تحصیلات تکمیلی Mingyuan Hong ، دانشجوی مقطع کارشناسی Joshua Fabre و استادیار عمر S. Maga‐a ‐ Loaiza از LSU – به همراه همکاران Sanjaya Lohani ، Erin M. Knutson و رایان تی گلاسر از دانشگاه تولان و پنگچنگ ژائو از دانشگاه علم و صنعت چینگدائو – گزارشی از پتانسیل هوش مصنوعی برای اصلاح حالتهای مکانی در سطح تک فوتون ارائه می دهند.

“بواسال” گفت: “تحریف فاز تصادفی یکی از بزرگترین چالشها در استفاده از حالتهای فضایی نور در طیف گسترده ای از فناوریهای کوانتومی ، مانند ارتباطات کوانتومی ، رمزنگاری کوانتومی و سنجش کوانتوم است.” “در این مقاله ، ما از نورونهای مصنوعی برای اصلاح حالتهای فضایی تحریف شده در سطح تک فوتون استفاده می کنیم. روش ما در مقایسه با تکنیک های مرسوم بسیار قابل ملاحظه و کارآمد است. این یک تحول جالب برای آینده فناوری های کوانتومی فضای آزاد است. ”
این تکنیک که به تازگی توسعه یافته است ، ظرفیت کانال پروتکل های ارتباطی نوری را که به فوتون های ساختاری متکی هستند ، افزایش می دهد.
“یک هدف مهم گروه فوتونیک کوانتوم در LSU توسعه فناوری های کوانتومی قوی است که تحت شرایط واقعی کار می کنند” ، گفت Magaña ‐ Loaiza. “این فناوری کوانتومی هوشمند امکان رمزگذاری چندین بیت از اطلاعات را در یک فوتون در پروتکل های ارتباطی واقع بینانه تحت تأثیر تلاطم جوی نشان می دهد. تکنیک ما پیامدهای زیادی برای ارتباط نوری و رمزنگاری کوانتومی دارد. ما اکنون در حال بررسی مسیرهای پیاده سازی طرح یادگیری ماشین در طرح شبکه نوری لوئیزیانا (LONI) هستیم تا آن را هوشمند ، ایمن و کوانتومی کند. ”
دفتر تحقیقات ارتش ایالات متحده از تحقیقات Magaña a Loaiza در مورد پروژه ای تحت عنوان “سنجش ​​، تصویربرداری و اندازه گیری کوانتومی با استفاده از حرکت زاویه ای چند منظوره مداری” پشتیبانی می کند.
دکتر سارا گمبل ، مدیر برنامه در دفتر تحقیقات ارتش ، یکی از عناصر DEVCOM ARL ، گفت: “ما هنوز در مراحل اولیه درک توانایی بالقوه تکنیک های یادگیری ماشین برای بازی در علم اطلاعات کوانتومی هستیم.” “نتیجه این تیم یک گام مهیج در جهت پیشرفت این درک است ، و این پتانسیل را دارد که در نهایت توانایی های ارتباطی و ارتباطی ارتش را در میدان جنگ افزایش دهد.”
مرجع: “اصلاح حالت فضایی تک فوتونها با استفاده از یادگیری ماشین” توسط Narayan Bhusal، Sanjaya Lohani، Chenglong You، Mingyuan Hong، Joshua Fabre، Pengcheng Zhao، Erin M. Knutson، Ryan T. Glasser و Omar S. Magaña‐ Loaiza ، 22 ژانویه 2021 ، فن آوری های پیشرفته کوانتومی . DOI: 10.1002 / qute.202000103
ابتکار کوانتوم لوئیزیانا یک تلاش در سطح کشور برای پیشبرد تحقیقات و فناوری سیستم های کوانتومی در متن انقلاب کوانتومی دوم و توسعه استراتژی و زیرساخت های فن آوری شبکه ها و دستگاه های کوانتومی است. صورت فلكي عظيم دانشمندان لوئيزيانا كه بخشي از اين ابتكار هستند ، محققاني از سراسر ايالت ، اعم از م publicسسات دولتي و خصوصي را شامل مي شود. این ابتکار یک اکوسیستم تحقیقاتی است که به انجمن ها و تلاش های ظهور یافته و پویا در میان نهادها و همچنین اعضای مختلف متکی است.
گروه فوتونیک کوانتوم در گروه فیزیک و نجوم در LSU خصوصیات جدید نور و پتانسیل آنها برای توسعه فن آوری های کوانتوم را بررسی می کند. این تیم همچنین تحقیقات تجربی را در زمینه های پلاسمونیک کوانتوم ، تصویربرداری کوانتوم ، اندازه گیری کوانتوم ، شبیه سازی کوانتوم ، ارتباط کوانتومی و رمزنگاری کوانتومی انجام می دهد.