Ilmuwan dari Universitas Witswaterstrand (Wits) mengembangkan sebuah sistem yang mereka sebut "otak dalam cahaya". Sistem ini mengenali informasi tersembunyi dalam pola cahaya yang rumit dan dapat mempercepat sistem komunikasi masa depan.
Penelitian ini diterbitkan di Nature Communications. Karya ini dipimpin oleh mahasiswa magister Hadrian Bezuidenhout dengan partisipasi Kade Peters dan Rama Nandan Kumar. Proyek ini dipimpin oleh Dr. Isaac Nape dan Profesor Andrew Forbes dari Laboratorium Cahaya Terstruktur Wits.
Sistem ini menggunakan prinsip-prinsip kecerdasan buatan dan fisika. Cahaya membawa data dalam bentuk-bentuk khusus yang menyerupai huruf alfabet. Masalahnya adalah membaca pola-pola ini dengan cepat, terutama ketika pola tersebut terdistorsi saat transmisi.
Alih-alih memotret dan memproses ribuan titik secara terperinci, cahaya dilewatkan melalui lapisan-lapisan khusus yang mengarahkannya ke detektor. Titik jatuhnya cahaya mengungkapkan informasi yang dibutuhkan. Para ilmuwan menyamakan ini dengan menghitung lilitan pada pita yang terpilin, bahkan jika pita itu tertekuk dengan cara yang berbeda-beda: yang penting adalah topologinya, bukan setiap lipatannya.
Setelah dilatih hanya dengan 15 contoh, sistem ini dengan tepat mengenali 81 struktur cahaya yang berbeda, termasuk yang belum pernah ditemui sebelumnya. Sistem ini tetap berfungsi bahkan ketika derau ditambahkan pada detektor.
"Menciptakan pola cahaya untuk komunikasi hanya berguna ketika kita dapat membacanya secepat kita menciptakannya," catat Nape. Bagaimana tepatnya sistem cahaya ini mengatasi distorsi dan derau tanpa perhitungan yang rumit?
Profesor Benjamin Rosman, direktur Institut MIND, menekankan nilai pendekatan interdisipliner: kombinasi gagasan AI dan fisika fundamental membuka cara-cara baru dalam memproses informasi. Profesor Forbes menambahkan bahwa karya ini membantu menyelesaikan tugas kunci jaringan kuantum dan klasik masa depan — pembacaan praktis struktur topologis cahaya.
Nape melihat prospek juga di luar bidang komunikasi: dalam teknologi kuantum, di mana pengambilan data dari foton tunggal sangatlah sulit. Penelitian ini menunjukkan bagaimana kecerdasan optik dapat membantu di bidang-bidang tersebut.
