Sistema cuántico en el que se observan partículas que podrían transmitir información.

Un equipo de investigadores apoyado por el Ejército de los Estados Unidos obtuvo excelentes resultados en el desarrollo de una red de aprendizaje automático capaz de corregir los desperfectos en la información transmiten los fotones.

Aunque compleja y aún poco incomprendida, esta tecnología promete mejorar las comunicaciones en diferentes ámbitos, pero en especial, en el campo de batalla.

Fotones para transmisión de información

Usar fotones como portadores de información cuántica para transmitir datos es útil, pero tiene sus limitaciones. Los datos que transmiten suelen distorsionarse debido a diversos agentes ambientales que destruyen los estados cuánticos que deberían mantenerla intacta.

Los investigadores de la Universidad Estatal de Louisiana se propusieron buscar algún método que permita corregir esta distorsión de información, y lo lograron. En su artículo publicado en la revista Advanced Quantum Technologies explican cómo usaron las técnicas de aprendizaje automático basadas en redes neuronales artificiales para dicho objetivo.

“La distorsión de fase aleatoria es uno de los mayores desafíos en el uso de modos espaciales de luz en una amplia variedad de tecnologías cuánticas, como la comunicación cuántica, la criptografía cuántica y la detección cuántica”, dijo el investigador Narayan Bhusal.

Una red neuronal de aprendizaje automático capaz de corregir la distorsión de la información

La herramienta en este trabajo fue un tipo de red neuronal para corregir los modos espaciales distorsionados de luz en el nivel de un solo fotón. Con ella, el equipo logró demostrar el potencial de las técnicas de aprendizaje automático en la corrección de información distorsionada, el cual supera los protocolos tradicionales.

Y es que, según indican los investigadores en su artículo, esta tecnología cuántica de aprendizaje automático permite codificar múltiples bits de información en un solo fotón. Esto lo logra incluso en protocolos de comunicación con una alta incidencia de perturbaciones atmosféricas.

“Nuestro método es notablemente eficaz y eficiente en el tiempo en comparación con las técnicas convencionales. Este es un desarrollo emocionante para el futuro de las tecnologías cuánticas en el espacio libre”.

Aunque el proyecto aún está en las primeras fases, y la utilidad de dichas técnicas aún no está clara, los resultados que presentaron en su estudio son fascinantes y prometedores. De hecho, se cree que esta tecnología podría mejorar incluso las capacidades de detección y comunicación del Ejército estadounidense en el campo de batalla.

Referencias:

Front Cover: Spatial Mode Correction of Single Photons Using Machine Learning (Adv. Quantum Technol. 3/2021). https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/qute.202170031

Machine learning shows potential to enhance quantum information transfer. https://www.eurekalert.org/pub_releases/2021-03/uarl-mls032221.php

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