Вчені Університету Вітватерсранда (Wits) розробили систему, яку називають «мозком на світлі». Вона розпізнає приховану інформацію у складних світлових патернах і може прискорити майбутні системи зв'язку.
Дослідження опубліковано в Nature Communications. Роботу очолив магістрант Хадріан Безейденгаут за участю Кейда Пітерса та Рама Нандана Кумара. Керували проєктом доктор Айзек Нейп і професор Ендрю Форбс з Лабораторії структурованого світла Wits.
Система використовує принципи штучного інтелекту та фізики. Світло несе дані в особливих формах, схожих на літери алфавіту. Проблема — швидко прочитати ці патерни, особливо коли вони спотворюються під час передавання.
Замість докладного знімання й обробки тисяч точок світло пропускають через спеціальні шари, які спрямовують його до детекторів. Місце потрапляння світла видає потрібну інформацію. Вчені порівнюють це з підрахунком витків у скрученій стрічці, навіть якщо вона зігнута по-різному: важлива топологія, а не кожна складка.
Після навчання лише на 15 прикладах система правильно розпізнала 81 різних світлових структур, зокрема ті, що не траплялися раніше. Вона продовжувала працювати навіть при додаванні шуму в детектори.
«Створювати світлові патерни для комунікацій корисно лише тоді, коли ми можемо читати їх так само швидко, як створюємо», — зазначає Нейп. Як саме світлова система дає раду спотворенням і шуму без складних обчислень?
Професор Бенджамін Росман, директор Інституту MIND, підкреслює цінність міждисциплінарного підходу: поєднання ідей ШІ та фундаментальної фізики відкриває нові способи обробки інформації. Професор Форбс додає, що робота допомагає розв'язати ключове завдання майбутніх квантових і класичних мереж — практичне зчитування топологічних структур світла.
Нейп бачить перспективи й поза межами зв'язку: у квантових технологіях, де вилучення даних з окремих фотонів особливо складне. Дослідження показує, як оптичний інтелект може допомогти в цих галузях.
