Identificering af lyskilder ved hjælp af kunstig intelligens

Identifikation af lyskilder spiller en vigtig rolle i udviklingen af ​​mange fotoniske teknologier, såsom lidar, fjernbetjening, og mikroskopi. Traditionelt set identificere lyskilder så forskellige som sollys, laserstråling, eller molekylfluorescens har krævet millioner af målinger, især i omgivelser med svagt lys, hvilket begrænser den realistiske implementering af kvantefotoniske teknologier.

I Anvendt fysik anmeldelser , forskere demonstrerede en smart kvante -teknologi, der muliggør en dramatisk reduktion i antallet af målinger, der kræves for at identificere lyskilder.

"Vi trænede en kunstig neuron med de statistiske udsving, der kendetegner kohærent og termisk lys, "sagde Omar Magana-Loaiza, en forfatter til papiret.

Efter at forskere uddannede den kunstige neuron med lyskilder, neuronen kunne identificere underliggende træk forbundet med bestemte typer lys.

"En enkelt neuron er nok til dramatisk at reducere antallet af målinger, der er nødvendige for at identificere en lyskilde fra millioner til mindre end hundrede, "sagde Chenglong Dig, en forsker og medforfatter på papiret.

Med færre målinger, forskere kan identificere lyskilder meget hurtigere, og i visse applikationer, såsom mikroskopi, de kan begrænse lysskader, da de ikke behøver at belyse prøven næsten lige så mange gange, når de foretager målinger.

"Hvis du lavede et billedeksperiment med sarte fluorescerende molekylkomplekser, for eksempel, du kan reducere den tid prøven udsættes for lys og minimere enhver fotoskade, "sagde Roberto de J. León-Montiel, en anden medforfatter.

Kryptografi er en anden applikation, hvor disse fund kan vise sig værdifulde. Typisk for at generere en nøgle til kryptering af en e -mail eller besked, forskere skal tage millioner af målinger. "Vi kunne fremskynde frembringelsen af ​​kvante nøgler til kryptering ved hjælp af en lignende neuron, "sagde Magana-Loaiza.

Da laserlys spiller en vigtig rolle ved fjernmåling, dette arbejde kunne også muliggøre udvikling af en ny familie af smarte lidar -systemer med evnen til at identificere opsnappede eller modificerede oplysninger reflekteret fra et fjernt objekt. Lidar er en fjernføleringsmetode, der måler afstand til et mål ved at belyse målet med laserlys og måle det reflekterede lys med en sensor.

"Sandsynligheden for at blokere et smart quantum lidar -system reduceres dramatisk med vores teknologi, sagde han. Desuden muligheden for at skelne lidarfotoner fra omgivelseslys, f.eks. sollys, vil have vigtige konsekvenser for fjernmåling ved svagt lys.