Хаос с задержкой
Ламинарный хаос в лазерном излучении имеет потенциальные применения в криптографии, коммуникационных технологиях и обработке данных.
Ученые Джозеф Д. Харт и Раджарши Рой из Университета Мэриленда в сотрудничестве с физиками Хемницкого технологического университета под руководством Гюнтера Радонса (Сложные системы AG и нелинейная динамика) сделали важный шаг в исследовании хаоса. В одном эксперименте исследователи из США подтвердили предсказание нового типа хаоса, которое было сделано в 2018 году их коллегами из Хемница Дэвидом Мюллером-Бендером, Андреасом Отто и Гюнтером Радонсом, и которое уже привлекло значительное международное внимание.
Как обнаружили исследователи, незаметная модификация уже известного лазерного эксперимента с задержкой во времени может привести к совершенно новым изменениям интенсивности лазерного излучения. Исследователи назвали это «ламинарным хаосом». Требуемое периодическое изменение задержки было реализовано учеными США при их создании с помощью «полевой программируемой матрицы затворов» (FPGA), очень быстрой программируемой интегральной схемы.
В отличие от уже известных высокочастотных хаотических колебаний, получилась предсказанная последовательность плато. Эта, казалось бы, упорядоченная последовательность, тем не менее, хаотична, поскольку высота плато хаотично изменяется от плато к плато. Поскольку структура плато потенциально нечувствительна к помехам и высота плато может изменяться практически произвольно, эта форма сигнала подходит в качестве носителя информации.
В недавней публикации ученые из Хемница вместе со своими коллегами из Мэриленда теперь сообщают об экспериментальной реализации ламинарного хаоса и его устойчивости к возмущениям. Результаты открывают новые применения для современных информационных технологий. Таким образом, описанная электрооптическая экспериментальная установка может быть первым шагом к использованию ламинарного хаоса в быстрой оптической реализации защищенной от несанкционированного доступа связи, используя преимущества плохой предсказуемости хаотической динамики (коммуникация хаоса и криптография хаоса) и вычисления резервуара.