Investigadors de l’Institut de Física Interdisciplinària i Sistemes Complexos (Ifisc), vinculat a la Universitat de les Illes Balears i al CSIC, han fet un avenç científic destacat en aconseguir dotar de memòria controlable un sistema quàntic de llum.
L’estudi, publicat a la prestigiosa revista Nature Photonics, s’ha desenvolupat en col·laboració amb el Laboratoire Kastler Brossel de la Sorbona. Els investigadors han demostrat experimentalment que és possible que un sistema fotònic quàntic «aprengui» patrons temporals gràcies a les propietats quàntiques de la llum.
Aquest avenç és rellevant perquè molts problemes del món real —com els mercats financers, les dades climàtiques o l’activitat cerebral— depenen de la capacitat de reconèixer patrons que evolucionen amb el temps. Fins ara, això requeria arquitectures clàssiques complexes, però el nou sistema permet ajustar aquesta memòria directament en el procés òptic quàntic.
La recerca s’emmarca en el camp del quantum reservoir computing, una aproximació d’aprenentatge automàtic inspirada en les xarxes neuronals. Segons la investigadora Roberta Zambrini, aquest mètode «permet aprofitar propietats exclusivament quàntiques, com l’entrellaçament o el ‹squeezing›, com a recursos computacionals».
Mitjançant la modulació de polsos làser ultraràpids i la mesura de correlacions quàntiques, l’equip ha creat un sistema fotònic reconfigurable capaç de processar informació temporal. A més, han incorporat un mecanisme de retroalimentació en temps real que permet que les entrades passades influeixin en les respostes futures, dotant el sistema d’una memòria gradual.
Tal com ha explicat l’investigador Gian Luca Giorgi, «el sistema conserva una empremta de les entrades anteriors, però aquesta es va esvaint amb el temps», una característica clau per a tasques d’aprenentatge.
Els resultats obren la porta a aplicacions pràctiques en la predicció de sèries temporals complexes i en el desenvolupament de noves eines d’intel·ligència artificial quàntica. En paraules de Miguel C. Soriano, aquesta capacitat de reproduir patrons complexos «acosta a entendre com els sistemes quàntics poden oferir avantatges en el processament de dades temporals».
Amb aquest avenç, la fotònica quàntica es consolida com una via prometedora per al futur de l’aprenentatge automàtic i la computació avançada.