Специалисты Университета им. Лобачевского нашли метод оценивания уровня топологической защиты фотонных кристаллов с точностью более 90%. Это позволит повысить дальность передачи сигнала, увеличить производительность вычислительных систем, а также позволит сделать сами приборы намного компактнее.
Ученые Нижегородского университета им. Лобачевского (ННГУ) создали нейросеть, которая умеет предсказывать эффективность материалов для фотонных технологий.
Контролировать и направлять фотоны позволяют решетки из световодов – фотонные кристаллы. Но свет может рассеиваться на дефектах, которые часто возникают при изготовлении образцов. Это приводит к искажению сигналов и потере информации. Чтобы защитить кристалл от негативных эффектов, используют топологические системы с особой структурой. Раньше для того, чтобы определить защищенность кристалла от рассеивания света, необходимо было проводить дополнительные эксперименты, измерения и математические расчеты. Новый подход позволяет делать заключение по однократному замеру базового параметра интенсивности сигнала на выходе из решетки.
Как объяснил автор исследования, заведующий научно-исследовательской лабораторией «Искусственный интеллект и обработка больших массивов данных» Института информационных технологий, математики и механики (ИИТММ) ННГУ Лев Смирнов, от сильного рассеяния свет в фотонной системе способна защитить особая симметрия решетки. При этом информация передается вдоль выделенных границ с помощью так называемых краевых состояний света. Нейросеть была обучена анализировать структурные особенности образца и предсказывать его способность поддерживать краевые состояния. Для обучения использовались данные об излучении, проходящем сквозь фотонные кристаллы.
Теперь, чтобы определить топологические свойства оптического элемента с помощью созданной нейросети, специалистам достаточно просто измерить интенсивность сигнала в центральной области образца и загрузить эти данные в обученную модель – такая оптимизация актуальна в современной науке, где фотонные элементы интегрируются в классическую и квантовую электронику.
Источник: ТАСС
распечатать статью
