Científicos de la Universidad de Witwatersrand (Wits) han desarrollado un sistema al que llaman «cerebro en la luz». Este reconoce información oculta en patrones de luz complejos y puede acelerar los futuros sistemas de comunicación.
El estudio se ha publicado en Nature Communications. La investigación fue liderada por el estudiante de máster Hadrian Bezuidenhout, con la participación de Keith Peters y Ram Nandan Kumar. El proyecto fue dirigido por el doctor Isaac Nape y el profesor Andrew Forbes, del Laboratorio de Luz Estructurada de Wits.
El sistema utiliza principios de la inteligencia artificial y de la física. La luz transporta datos en formas especiales, similares a las letras del alfabeto. El problema es leer rápidamente esos patrones, sobre todo cuando se distorsionan durante la transmisión.
En lugar de capturar y procesar en detalle miles de puntos, la luz se hace pasar por capas especiales que la dirigen hacia los detectores. El lugar donde incide la luz revela la información necesaria. Los científicos comparan esto con contar las vueltas de una cinta retorcida, incluso si está doblada de distintas maneras: lo importante es la topología, no cada pliegue.
Tras entrenarse con solo 15 ejemplos, el sistema identificó correctamente 81 estructuras de luz distintas, incluidas algunas que no había visto antes. Siguió funcionando incluso cuando se añadió ruido a los detectores.
«Crear patrones de luz para las comunicaciones solo es útil cuando podemos leerlos tan rápido como los creamos», señala Nape. ¿Cómo se las arregla exactamente el sistema de luz para lidiar con las distorsiones y el ruido sin cálculos complejos?
El profesor Benjamin Rosman, director del Instituto MIND, subraya el valor del enfoque interdisciplinario: la combinación de ideas de la IA y de la física fundamental abre nuevas formas de procesar información. El profesor Forbes añade que el trabajo ayuda a resolver una tarea clave de las futuras redes cuánticas y clásicas: la lectura práctica de las estructuras topológicas de la luz.
Nape ve perspectivas también más allá de la comunicación: en las tecnologías cuánticas, donde extraer datos de fotones individuales es especialmente difícil. El estudio muestra cómo la inteligencia óptica puede ayudar en estos campos.
