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雜訊通常是人們所不期望的，例如，在嘈雜的房間中記錄的談話，在具有大背景信號的天文觀測中，或在圖像處理中。而目前來自中國、西班牙和德國的研究小組已經證明，雜訊可以誘導非線性系統的空間和時間順序。這種效應將來可用於識別隱藏在大量雜訊中的信號。相反，信號可以嵌入在嘈雜的背景中，從而被加密以便以後恢復它們。
研究結果發表在《物理評論快報Physical Review Letters》上連載的兩篇論文中，一篇著重於實驗研究，另一篇涉及基於數值模擬的理論研究。
雜訊有時起到建設性的作用，可以用來產生很有用的效果。將雜訊與小振幅周期振蕩結合應用於非線性系統可能導致非常複雜的影響。雜訊可以驅動靜止系統進入具有相干電流自振蕩的振蕩狀態，相干電流自振蕩具有在零到大約100MHz之間的可調頻率，這被稱為相干共振。
通過在雜訊中加入頻率接近電流自激振蕩頻率的小振幅周期振蕩，非線性系統可以鎖相到相干共振，即隨機共振。這種隨機共振可以用作無源鎖相放大器，沒有參考信號，並且具有比傳統鎖相放大器可用的短得多的積分時間。
到目前為止，所有檢測微弱信號的方法都是基於與已知參考信號的相關性，並且不可能識別隱藏在強雜訊背景中的未知信號。典型的鎖相放大器需要幾十Hz到MHz範圍的參考信號和毫秒級的積分時間。相干共振的寬頻率範圍允許在沒有任何參考信號的情況下進行操作，並且大大減少了處理信號所需的積分時間。
該研究團隊已經實驗證明了在室溫下，在摻雜的弱耦合GaAs/（Al，Ga）中，具有45% Al的超晶格會有相干和隨機共振的發生。基於離散序貫隧穿模型的電子輸運數值模擬同時很好地再現了這些結果。此外，理論模型可用於直接從實驗結果中確定相干共振的器件相關臨界電流。
來源：https://phys.org/news/2018-09-noise.html
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