Işık kaynaklarını belirlemek için lidar, uzaktan algılama ve mikroskopi gibi birçok fotonik teknolojinin geliştirilmesinde önemli bir rol oynar. Geleneksel olarak, ışık kaynaklarını güneş ışığı, lazer radyasyonu veya molekül floresanı olarak tanımlamak için milyonlarca ölçüm gerektiriyordu. Özellikle düşük ışıklı ortamlar kuantum fotonik teknolojilerinin gerçekçi uygulamasını sınırlandırıyordu.
Araştırmacılar, ışık kaynaklarını tanımlamak için gereken ölçüm sayısında çarpıcı bir azalma sağlayan akıllı bir kuantum teknolojisi kanıtladılar.
Yapay Nöron
Makalenin yazarı Omar Magana-Loaiza, “Uyumlu ve termal ışığı karakterize eden istatistiksel dalgalanmalarla yapay bir nöron yetiştirdik.” Dedi.
Araştırmacılar yapay nöronu ışık kaynakları ile eğittikten sonra nöron, belirli ışık türleriyle ilişkili olarak altta yatan özellikleri belirleyecekti.
Bir araştırmacı olan Chenglong You, “Tek bir nöron, bir ışık kaynağını milyonlardan yüzün altına kadar indirmek için gereken ölçüm sayısını kayda değerşekilde azaltmak için yeterlidir.”dedi.
Daha az ölçüm ile birlikte araştırmacılar ışık kaynaklarını daha hızlı bir şekilde tanımlayabilir. Ayrıca mikroskopi gibi bazı uygulamalarda ölçüm alırken numuneyi birçok kez aydınlatmak zorunda olmadıkları için ışık hasarını sınırlayabilirler.
Yazar Roberto de J. León-Montiel, “Hassas floresan moleküler kompleksleri ile bir görüntüleme deneyi yapıyorsanız örneğin, ışığa maruz kaldığı süreyi azaltabilir ve herhangi bir fotohasarı en aza indirebilirsiniz.”diye belirtiyor.
Kriptografi, bu bulguların değerli olabileceği başka bir uygulamadır. Genellikle bir e-postayı veya mesajı şifrelemek için bir anahtar oluşturmak, araştırmacıların milyonlarca ölçüm almasını gerektirir. Magana-Loaiza, ”Şifreleme için benzer bir nöron kullanarak kuantum anahtarlarının üretimini hızlandırabiliriz,” diye belirtiyor.
Lazer ışığı uzaktan algılamada önemli bir rol oynadığından, bu çalışma aynı zamanda uzak bir nesneden yansıtılan değiştirilmiş. Veya yakalanmış bilgileri belirleme yeteneğine sahip yeni bir akıllı lidar sistemleri ailesinin geliştirilmesini sağlayabilir. Lidar, hedefe olan mesafeyi lazer ışığı ile aydınlatarak, yansıyan ışığı sensör ile ölçen uzaktan algılama yöntemidir.
“Akıllı bir kuantum lidar sisteminin tutukluk yapma olasılığı teknolojimiz ile önemli ölçüde azalacak.”
Ek olarak, düşük ışık seviyelerinde lidar fotonlarını güneş ışığı gibi çevresel ışıklardan ayırt etme olasılığının uzaktan algılama için önemli etkileri olacaktır.