Un informe publicado en Fotónica avanzada indica que un equipo de investigadores de Francia, Estados Unidos y Alemania ha conseguido una neurona artificial 10.000 veces más rápida que un espécimen biológico, capaz de manejar de forma eficiente las oscilaciones de comunicación gracias a láseres cuánticos en cascada.
Según los realizadores del estudio, en tecnologías de fibra óptica, por ejemplo, donde pueden ocurrir muchas fluctuaciones espacio-temporales en sistemas transoceánicos, una onda magnética repentina es un evento extremo que debe ser suprimido, ya que es capaz de alterar componentes asociados con la capa física o interrumpir la transmisión de mensajes privados.
En resumen, es como si una tromba marina, que nace en el punto más alto de un río, afectara a los bañistas varios kilómetros más abajo. Los medios para contenerlo serían entonces buscados por aquellos que deseen evitar los cambios resultantes de su aparición. Este es el papel de los científicos en la mejora de experimentos en tecnologías de transmisión de datos artificiales.
Al luchar contra posibles anomalías, en este caso, las excitaciones de impulso (aumento a corto plazo de la corriente de sesgo) actúan como una respuesta a las perturbaciones, subraya Frédéric Grillot, profesor de la Universidad de Nuevo México, eliminando así un «» efecto mariposa no deseado . «
Por tanto, el equipo aplicó estos estímulos, añade Olivier Spitz de Télécom Paris, y obtuvo los efectos deseados.
Neurona artificial hecha con un láser de cascada cuántica. desarrollado por el equipo.La fuente: la reproducción
controlar lo incontrolable
Los láseres de cascada cuántica se han utilizado en muchas aplicaciones industriales, como la espectroscopia (el estudio de la interacción entre la radiación electromagnética y la materia), las contramedidas ópticas y las comunicaciones en el espacio libre, que tienen mucho que ganar del potencial que presenta la novedad en comparación con el diodo tradicional. sistemas, que requieren técnicas más complejas para obtener propiedades neuromórficas.
Así, si para replicar las diferentes respuestas biológicas neuronales es necesario interrumpir también secuencias regulares de ráfagas correspondientes a la actividad neuronal, un ajuste fino de la modulación y la frecuencia permitiría controlar los intervalos de tiempo entre los picos. – precisamente lo que logró el equipo utilizando láseres cuánticos en cascada.
Aquí, los pulsos gigantes que caracterizan los llamados eventos extremos pueden contribuir a las explosiones repentinas y agudas necesarias para la comunicación en sistemas neuromórficos inspirados por las poderosas habilidades computacionales del cerebro.
«Su ventaja sobre los láseres de diodo proviene de las transiciones electrónicas de subpicosegundos entre los estados de la banda de conducción (subbanda) y una vida útil mucho más corta del portador que la del fotón», explica Grillot. En otras palabras, son rápidos en detectar problemas e igualmente ágiles en solucionarlos, sin interferir con el funcionamiento normal de los sistemas.
Las explosiones repentinas y brutales pueden prevenir eventos extremos.La fuente: la reproducción
Horizontes ampliados
Aún de acuerdo con Grillot, los láseres cuánticos en cascada exhiben comportamientos de emisión de luz completamente diferentes bajo retroalimentación óptica, no limitados a ocurrencias de pulsos gigantes, respuestas láser a la modulación y dinámica de peine de frecuencia. El umbral de activación, el pico fásico y el pico tónico, comportamientos similares a los observados en las neuronas biológicas, también están presentes en el sistema desarrollado por el equipo, agrega.
“El sistema neuromórfico requiere un estímulo suficientemente fuerte y potente para cruzar las barreras y desencadenar una respuesta de disparo, mientras que los disparos fásicos y tónicos corresponden a disparos únicos o continuos tras la llegada de un estímulo”, especifica Frédéric.
Además de lograr un gran número de longitudes de onda (de 3 a 300 micrones) desde la primera demostración en 1994, los láseres de este tipo, originalmente desarrollados para su uso a temperaturas criogénicas, se han beneficiado de ‘avances considerables que han hecho posible su uso , incluso a temperatura ambiente.
¿Quién sabe qué harán por nosotros en el futuro?