La identificación de fuentes de luz juega un papel importante en el desarrollo de muchas tecnologías fotónicas, como lidar, Sensores remotos, y microscopía. Tradicionalmente, identificar fuentes de luz tan diversas como la luz solar, radiación láser, o la fluorescencia de una molécula ha requerido millones de mediciones, particularmente en entornos con poca luz, lo que limita la implementación realista de tecnologías fotónicas cuánticas.

En Reseñas de física aplicada , Los investigadores demostraron una tecnología cuántica inteligente que permite una reducción drástica en el número de mediciones necesarias para identificar las fuentes de luz.

"Entrenamos una neurona artificial con las fluctuaciones estadísticas que caracterizan a la luz térmica y coherente, "dijo Omar Magana-Loaiza, un autor del artículo.

Después de que los investigadores entrenaron la neurona artificial con fuentes de luz, la neurona podría identificar características subyacentes asociadas con tipos específicos de luz.

"Una sola neurona es suficiente para reducir drásticamente el número de mediciones necesarias para identificar una fuente de luz de millones a menos de cien, "dijo Chenglong You, un compañero investigador y coautor del artículo.

Con menos medidas, los investigadores pueden identificar las fuentes de luz mucho más rápidamente, y en determinadas aplicaciones, como microscopía, pueden limitar el daño de la luz ya que no tienen que iluminar la muestra tantas veces al tomar medidas.

"Si estuviera haciendo un experimento de imágenes con delicados complejos moleculares fluorescentes, por ejemplo, podría reducir el tiempo que la muestra está expuesta a la luz y minimizar cualquier fotodaño, "dijo Roberto de J. León-Montiel, otro coautor.

La criptografía es otra aplicación en la que estos hallazgos podrían resultar valiosos. Normalmente, para generar una clave para cifrar un correo electrónico o mensaje, los investigadores necesitan tomar millones de medidas. "Podríamos acelerar la generación de claves cuánticas para el cifrado utilizando una neurona similar, "dijo Magana-Loaiza.

Dado que la luz láser juega un papel importante en la teledetección, este trabajo también podría permitir el desarrollo de una nueva familia de sistemas lidar inteligentes con la capacidad de identificar información interceptada o modificada reflejada desde un objeto remoto. Lidar es un método de detección remota que mide la distancia a un objetivo iluminando el objetivo con luz láser y midiendo la luz reflejada con un sensor.

"La probabilidad de interferir en un sistema lidar cuántico inteligente se reducirá drásticamente con nuestra tecnología, ", dijo. Además, La posibilidad de discriminar los fotones lidar de la luz ambiental, como la luz solar, tendrá importantes implicaciones para la teledetección en niveles de poca luz.