Strojové učení pomohlo opravit zkreslené informace v kvantových systémech

Když se fotony používají jako kvantové informační nosiče pro přenos dat, je to často

zkresleny v důsledku kolísání prostředí. Ničí křehké kvantové stavy nezbytné pro jeho zachování.

Vědci z Louisiana State University (LSU) použili strojové učení k nápravě zkreslení informací v kvantových systémech vyrobených z fotonů. Publikoval vPokročilé kvantové technologie práce prokázala, že metodystrojové učení pomocí samoučících se a seberozvíjejících se funkcí umělých neuronových sítí pomůže opravit zkreslené informace. Nový výsledek je lepší než tradiční protokoly, které spoléhají na konvenční adaptivní optiku.

"Stále jsme v poměrně raných fázích."pochopení toho, že metody strojového učení mohou hrát roli v kvantové počítačové vědě, vysvětluje žena Dr. Sarah Gamble, programová manažerka Úřadu pro výzkum armády USA (Army Research Laboratory). „Výsledkem týmu je vzrušující krok vpřed v rozvoji tohoto porozumění.“

Pro tuto studii tým použil typ neuronové sítě k opravě zkreslených režimů prostorového světla na úrovni jednoho fotonu.

"Náhodné fázové zkreslení je jedno z nejvíce."velké výzvy při používání režimů prostorového světla v široké škále kvantových technologií, jako je kvantová komunikace, kvantová kryptografie a kvantové snímání, “zdůraznil Narayan Bhusal, Ph.D. student LSU. "Naše metoda je ve srovnání s tradičními metodami extrémně efektivní a časově nenáročná." Je to vzrušující událost pro budoucnost kvantové technologie ve volném prostoru. “

Výzkumníci financovaní armádoupředvést přístup strojového učení, který koriguje kvantové zkreslení informací v systémech složených z fotonů a zlepšuje vyhlídky na nasazení technologií kvantového snímání a kvantové komunikace na bojišti.
Zápočet: LSU

Podle výzkumného týmu je to chytréKvantová technologie demonstruje schopnost kódovat více bitů informací do jednoho fotonu v realistických komunikačních protokolech náchylných k atmosférickým turbulencím.

"Naše technologie má velký význam pro."optická komunikace a kvantová kryptografie - uzavírá Omar Maganya Loaisa, docent fyziky na LSU. „V současné době zkoumáme způsoby, jak implementovat náš rámec strojového učení jako součást iniciativy Louisiana Optical Network Initiative, aby byl chytřejší, bezpečnější a kvantitativnější.“

Přečtěte si více

Poslechněte si, jak se rover Perseverance NASA pohybuje po Marsu

Fyzici vytvořili analogii černé díry a potvrdili Hawkingovu teorii. Kam to vede?

Lidé vydrží velmi nízké teploty i bez zdrojů tepla

Fluktuace - jakákoli náhodná odchylkajakékoli hodnoty. V kvantové mechanice odchylka od střední hodnoty náhodné proměnné charakterizující systém velkého počtu chaoticky interagujících částic; takové odchylky jsou způsobeny tepelným pohybem částic nebo kvantově mechanickými jevy.

Adaptivní optika je odvětví optiky, které studuje metody eliminace nepravidelných zkreslení vznikajících z šíření světla v nehomogenním prostředí pomocí řízených optických prvků.