מדענים מאוניברסיטת ויטווטרסראנד (Wits) פיתחו מערכת שמכונה "מוח על אור". היא מזהה מידע חבוי בתבניות אור מורכבות ויכולה להאיץ מערכות תקשורת עתידיות.
המחקר פורסם ב-Nature Communications. בראש העבודה עמד הסטודנט לתואר שני האדריאן בזוידנהָאוּט בהשתתפות קייד פיטרס ורמה ננדן קומאר. את הפרויקט הובילו ד"ר אייזק נייפ ופרופסור אנדרו פורבס מהמעבדה לאור מובנה של Wits.
המערכת משתמשת בעקרונות של בינה מלאכותית ופיזיקה. האור נושא נתונים בצורות מיוחדות הדומות לאותיות של אלפבית. הבעיה היא לקרוא במהירות את התבניות האלה, במיוחד כשהן מעוותות בעת ההעברה.
במקום לצלם ולעבד בפירוט אלפי נקודות, מעבירים את האור דרך שכבות מיוחדות שמכוונות אותו אל הגלאים. מקום הפגיעה של האור מסגיר את המידע הדרוש. המדענים משווים זאת לספירת כריכות בסרט מפותל, גם אם הוא כפוף בדרכים שונות: הטופולוגיה היא החשובה, ולא כל קמט.
לאחר אימון על 15 דוגמאות בלבד, המערכת זיהתה נכונה 81 מבני אור שונים, כולל כאלה שלא הופיעו קודם לכן. היא המשיכה לפעול גם כשנוסף רעש לגלאים.
"ליצור תבניות אור לתקשורת מועיל רק כאשר אנחנו יכולים לקרוא אותן באותה מהירות שבה אנחנו יוצרים אותן", מציין נייפ. כיצד בדיוק מתמודדת מערכת האור עם עיוותים ורעש בלי חישובים מורכבים?
פרופסור בנג'מין רוסמן, מנהל מכון MIND, מדגיש את ערכה של הגישה הבין-תחומית: שילוב של רעיונות מבינה מלאכותית ומפיזיקה בסיסית פותח דרכים חדשות לעיבוד מידע. פרופסור פורבס מוסיף שהעבודה מסייעת לפתור משימה מרכזית של רשתות קוונטיות וקלאסיות עתידיות — קריאה מעשית של מבנים טופולוגיים של האור.
נייפ רואה אפשרויות גם מעבר לתקשורת: בטכנולוגיות קוונטיות, שבהן חילוץ נתונים מפוטונים בודדים הוא מורכב במיוחד. המחקר מראה כיצד בינה אופטית יכולה לסייע בתחומים אלה.
