Communicating at a record 14.5 bits per received photon through a photon-starved channel
Notice bibliographique
Résumé
Exploration of the Universe requires communication with Earth, either on a direct path or through a cascade of proximate celestial bodies. Microwaves have traditionally been used for space communication, but electromagnetic waves of higher frequencies, such as in the optical domain, will enable probing farther in space due to their considerably lower diffraction loss. The ultimate range limit to point-to-point optical communication, at a given transmitter power, is determined by the photon information efficiency (PIE), which measures the number of information bits extracted per photon incident on a detector. As distances across space and, consequently, path loss increases, systems achieving the highest PIE can enable communication at the longest distances. We report here an experimental demonstration of optical detection at a record PIE of 14.5 bits per incident photon, or 17.8 bits per detected photon, after 87.5 dB of attenuation. Expressed in terms of energy per bit, this corresponds to 8.84 zeptojoules per bit, or 0.069 photons per bit at 1550 nm. To our knowledge, this is the highest PIE or lowest energy per bit detection system ever demonstrated at optical frequencies. Such a sensitive detection system holds promise for a wide range of applications.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,002 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,002 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,004 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,005 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».