Las fibras ópticas transmiten la información a la velocidad de la luz a lo largo de miles de kilómetros. Estas propiedades les han permitido ser desplegadas masivamente para transportar los datos informáticos, audiovisuales o telefónicos mundiales. También han revolucionado la imagen médica, los sensores y la iluminación interior. Sin embargo, un límite persiste desde el desarrollo de esta tecnología en los años 1970: la inestabilidad de modulación.
Este fenómeno corresponde a una amplificación de pequeñas perturbaciones (ruido), originadas por la interacción entre la no linealidad del material y la dispersión natural de la luz. Cuanto más crece la intensidad de las señales, más se refuerza el ruido y provoca una cascada caótica. Los científicos solo habían logrado atenuarla marginalmente hasta ahora.
Imagen de ilustración.
© Benjamin Wetzel En julio de 2025, este paradigma se invierte. El equipo de Benjamin Wetzel ha aprovechado la potencia de redes neuronales artificiales para decodificar, predecir y controlar estas dinámicas caóticas.
Los científicos adoptaron un enfoque que consiste en inyectar débiles pulsos ópticos coherentes para modificar las propiedades del caos vinculado a la inestabilidad de modulación. ¿Paradójico? Quizás, pero estas señales inyectadas son controladas deliberadamente, a diferencia del ruido aleatorio de la inestabilidad de modulación. Y los resultados demuestran que resultan pertinentes para interferir con el caos y reestructurarlo.
Para desarrollar esta estrategia, el equipo primero simuló cerca de 100 000 escenarios gracias a la inteligencia artificial y probó 500 configuraciones de ruido para cada uno de ellos. La red aprende a decodificar información oculta, camuflada por capas de procesos no lineales y ruido. En paralelo, una plataforma experimental probó pulsos ópticos ultracortos que atraviesan varios cientos de metros de fibra óptica.
A la salida, dos enfoques de medición (un analizador óptico clásico y una arquitectura de detección en tiempo real) muestran la eficacia del método. Los parámetros ocultos del caos son revelados y las fluctuaciones espectrales se predicen con una precisión sin igual.
Estos resultados son prometedores en varios aspectos: comunicaciones seguras, imágenes en tiempo real y óptica cuántica. Las no linealidades, mejor comprendidas, pueden explotarse para cifrar información en el corazón del caos óptico. El equipo contempla así arquitecturas de redes más sofisticadas para transformar las fibras ópticas en sistemas más eficientes y más seguros.
Fuente: CNRS INSIS