AI hjälper igenkänning av ljuskällor, maskininlärning minskar antalet mätningar kraftigt

Identifiering av ljuskällor spelar en viktig roll i utvecklingen av många fotoniska tekniker, såsom lidar, fjärravkänning och mikroskop. Traditionellt kräver miljontals mätningar, särskilt i miljöer med svagt ljus, vilket begränsar implementeringen av kvantfotonsteknik för att identifiera olika ljuskällor som solljus, laserstrålning eller molekylär fluorescens. I Applied Physics Reviews visade forskare en smart kvantteknologi som avsevärt kan minska antalet mätningar som krävs för att identifiera ljuskällor.

Författaren till uppsatsen, Omar Magana-Loaiza, sa:" Vi utbildade en konstgjord neuron med hjälp av de statistiska fluktueringsegenskaperna för sammanhängande ljus och termiskt ljus." Efter att forskarna tränat de konstgjorda neuronerna med ljuskällor, kunde neuronerna identifiera potentiella funktioner associerade med specifika typer av ljus.

GG quot; En neuron räcker för att avsevärt minska antalet mätningar som krävs för att identifiera ljuskällan från miljoner till mindre än hundra," sa Chenglong You, papper' s motsvarande författare och forskare.

När antalet mätningar minskar kan forskare identifiera ljuskällan snabbare. I vissa applikationer, till exempel under mikroskop, kan de begränsa ljusskadorna, eftersom de inte behöver belysa provet nästan flera gånger under mätningen.

GG quot; Om du till exempel gör ett avbildningsexperiment med känsliga fluorescerande molekylkomplex kan du minska tiden som provet utsätts för ljus och minimera alla ljusskador," en annan medförfattare Roberto de J. Sade León-Montiel.

Kryptografi är en annan applikation som kan bevisa värdet på dessa fynd. För att generera en nyckel för att kryptera e-post eller information måste forskare göra miljoner mätningar." Vi kan använda liknande neuroner för att påskynda genereringen av kvantnycklar för kryptering," Sa Magana-Loaiza.

Eftersom laserljus spelar en viktig roll inom området för avkänning av fjärrkontroll kan detta arbete också utveckla en ny familj av intelligenta lidarsystem som kan identifiera avlyssnad eller modifierad information som reflekteras från avlägsna objekt. Lidar är en fjärravkänningsmetod som mäter avståndet till målet genom att belysa målet med en laser och mäta det reflekterade ljuset med en sensor.

GG quot; Med vår teknik kommer sannolikheten för att ett intelligent kvantlidarsystem störs kraftigt att minska." Han sa. Dessutom kommer möjligheten att lösa lidarfotoner från omgivande ljus såsom solljus vara av stor betydelse för fjärravkänning vid låga ljusnivåer.