Desarrollan tecnología cuántica para identificar fuentes de luz

Físicos del Instituto de Ciencias Nucleares (ICN) y del grupo de fotónica cuántica de la Louisiana State University (LSU) desarrollaron una tecnología cuántica para identificar fuentes de luz usando inteligencia artificial (IA).

La investigación fue publicada en Applied Physics Reviews, la cual consideró al artículo Featured Article por su innovación y aplicación.

Hay dos posibles aplicaciones de esta tecnología. La primera es en comunicaciones, donde la tecnología es útil en encriptación cuántica, para acelerar los mensajes clave que se mandan. Como explica Roberto León Montiel, del ICN:

La tecnología reduce el número de copias que se envían de un mensaje encriptado, lo que además de rápido lo hace más seguro.

La segunda aplicación es en microscopía, para elaborar imágenes de muestras químicas o biológicas:

Si se quieren hacer imágenes de tejidos o de muestras moleculares y se iluminan por mucho tiempo o con gran intensidad se pueden dañar. Con estos algoritmos de inteligencia artificial es posible reducir la cantidad de tiempo que requerimos medir para reproducir la imagen o las propiedades de alguna muestra sin dañarla, sobre todo si está viva.

¿Cómo funciona?

Para distinguir luz láser (que es dirigida directa e intensamente a un objeto mediante esa fuente) de luz ambiental (la que está alrededor y que los físicos llaman termal y consideran ruido), los científicos utilizan redes neuronales que autoaprenden a reconocer ambas emisiones de luz, de la misma forma en que nosotros diferenciamos a un pino de un encino, aunque ambos sean árboles, explicó Roberto León Montiel, del ICN.

Esas redes neuronales son un desarrollo de IA que emplea la física cuántica para acelerar los procesos a centésimas de segundo, con una alta eficiencia.

Uno de sus problemas es que cuando se envía el láser al objeto y se detecta esa luz a través de una cámara o un detector, también se capta otra luz (la ambiental), que es externa al objeto. La forma en que llegan esas partículas de ambas emisiones de luz es distinta.

Los expertos querían una tecnología que pudiera hacer la diferenciación muy rápido. Una forma de hacerlo necesitaba un millón de mediciones, que les llevaba un segundo hacerlas, pero para un avión o un misil es mucho tiempo, apuntó. “Y pasamos de un segundo a cien microsegundos con la tecnología cuántica”, señaló.