Исследователи создали новую схему для повышения точности информации, которую передают по волоконно-оптическим кабелям. Новая «умная» система квантового приемника непрерывно оценивает надежность измеряемых сигналов, а также упрощает и повышает эффективность исправления ошибок.
Сила сигнала, который идет в виде потоков фотонов — мельчайших отдельных единиц или квантов света, — неизбежно ослабевает. Фотоны частично исчезают, когда проходят большие расстояния по оптическим волокнам. Кроме того, поскольку фотоны являются квантовыми объектами, их нельзя точно измерить.
Авторы новой работы создали метод NIST, который определяет какая информация передается, сколько ошибок могло быть допущено и какая максимальная точность переданного сообщения. Алгоритм маркирует сообщения, которые с наибольшей вероятностью будут точными, а какие — нет.
Предположим, вы получаете сообщение, используя «алфавит» из четырех разных символов: A, B, C и D. В нашей системе каждый символ теперь снабжен дополнительной количественной меткой: «Информация вполне передана верна», «Тут скорее всего A или B, но, вероятно, не C или D», или «Информация не надежна». Поэтому прежде чем поделиться полученным сообщением с конечным пользователем, мы точно знаем, каким символам мы можем доверять, а какие необходимо исправить.
Сергей Поляков, сотрудник проекта NIST
Во многих современных оптических телекоммуникационных системах информация кодируется путем изменения фазовой модуляции начальной точки волнового импульса, в которой размещается информация. Из-за потерь в канале входящий сигнал поступает в виде слабых импульсов, каждый из которых содержит небольшое количество идентично закодированных фотонов.
В эксперименте лазер, генерирующий сообщение, настроили так, чтобы генерировать очень мало фотонов за импульс — в среднем около трех при длительности импульса примерно 60 миллионных долей секунды. Аналогично работает сильно ослабленный сигнал, который проходит по волокну.
Исследователи использовали байесовский вывод, это такое обновление при котором вероятность результата постоянно пересчитывается по мере поступления дополнительной информации. Результатом является запись измерений с соответствующей неопределенностью для каждого.
Читать далее:
Физики предложили новую теорию, объясняющую массу бозона Хиггса
Омикрон и дети: как болеют новым штаммом самые маленькие и на что обратить внимание
Посмотрите на летающий мотоцикл из Японии. Он стоит $777 000 и летает 40 минут