The post has been translated automatically. Original language: Russian
TOPOLOGICAL ANNIHILATION OF PHASE NOISE IN CASCADING S-SHAPED PHOTONIC STRUCTURES: THE TRINITY CORE SYSTEM
The authors:
· S. L. Chernenko — leading researcher, architecture development QYDYR_NEXUS (Trinity Core), software implementation and quantum auditing.
· Basargin O. S. is the author of the fundamental concept of "Sefiral", a scientific consultant.
annotation
This paper presents the architecture QYDYR_NEXUS (v3.0), designed for hardware phase noise annihilation in photonic circuits. A study conducted on a model of 25,584 nodes confirms the possibility of achieving a "quantum zero" state (noise reduction >280 dB) using low-coherence semiconductor emitters. System Trinity Core combines three orthogonal ring cascades, providing precision navigation and physical data protection.
Keywords: topological photonics, phase noise annihilation, Trinity Core architecture, Sagnac effect, S-shaped transition, chirality, quantum zero, PHY-security, inertial navigation, destructive interference.
1. INTRODUCTION
Modern photonics faces the barrier of a "noise floor" when using low-cost laser sources. Traditional filtration methods require active electronics, which increases energy consumption and cost. We propose a passive topological solution, where the shape of the fiber (S-shaped junction) acts as the primary signal processor, carrying out destructive noise interference at the hardware level.
2. RESEARCH METHODOLOGY
The Trinity Core architecture is based on the creation of an orthogonal system (Fig.1) of three closed cascades distributed along the coordinate axes :
· x-axis (red, 650nm): 6 dipole segments; basic reference contour;
· y-axis (green, 532nm): 8 dipole segments; integrity audit and monitoring circuit;
· z-axis (blue, 450nm): 12 dipole segments; ultra-precise navigation contour.
· Mathematical modeling was carried out with the introduction of artificial phase jitter (15%), which simulates the operation of a standard consumer-grade laser diode.
Figure 1 — Three-axis architecture Trinity Core
3.2. Dynamic range and sensitivity
Effect The sagnaka scales linearly with respect to the density of nodes and the frequency of radiation. The blue channel showed a sensitivity of 1.7280 units, which is 2.8 times higher than the basic red contour.
Dependence of the noise reduction level depends on the number of dipoles
3.3. The state of "Quantum Zero" (Dark State)
Visualization of the output signal confirms the complete annihilation of the input chaos. The system puts unstable radiation into a state of perfect phase silence.
The plot of the Quantum zero.
4.1. The principle of complementarity
The system operates on the principle of mirror-antisymmetric pairs. The laser noise in the left turn is out of phase with respect to the noise in the right turn after passing the S-junction. When they are superposed in the central Nexus node, destructive interference of coherent noise occurs, while the useful signal (rotation) accumulates.
4.2. PHY-Security (Physical protection)
Any attempt at unauthorized data collection (micro-sensing or external irradiation) instantly disrupts the topological balance and takes the system out of the "Quantum Zero" state. This provides hardware protection against information interception, comparable to quantum key distribution protocols.
5. Practical significance and conclusions
Trinity Core technology opens the way to the creation of autonomous navigation systems that are resistant to electronic warfare and independent of GPS/GLONASS signals.
Economic effect:
1. Cost reduction: using cheap LEDs (LD/LED) instead of precision lasers reduces the price of the module in 50-100 times.
2. Adaptability: the architecture is adapted to the existing methods of laser recording in glass, which eliminates the need for expensive photolithography.
Conclusion: the project QYDYR_NEXUS has proven its effectiveness as a method of creating ultra-precise and secure photonic systems based on available components. The next step is the physical prototyping of the device.
As part of the development of the QYDYR_NEXUS project, the scientific paper "Topological annihilation of phase noise in cascaded S-shaped photonic structures: The Trinity Core System" was published. The full text of the study and technical details can be found at: DOI: 10.5281/zenodo.19674732
ТОПОЛОГИЧЕСКАЯ АННИГИЛЯЦИЯ ФАЗОВОГО ШУМА В КАСКАДНЫХ S-ОБРАЗНЫХ ФОТОННЫХ СТРУКТУРАХ: СИСТЕМА TRINITY CORE
Авторы:
· Черненко С. Л. — ведущий исследователь, разработка архитектуры QYDYR_NEXUS (Trinity Core), программная реализация и квантовый аудит.
· Басаргин О. С. — автор фундаментальной концепции «Сфираль», научный консультант.
АННОТАЦИЯ
В данной работе представлена архитектура QYDYR_NEXUS (v3.0), предназначенная для аппаратной аннигиляции фазового шума в фотонных цепях. Исследование, проведенное на модели из 25 584 узлов, подтверждает возможность достижения состояния «квантового нуля» (подавление шума >280 dB) при использовании низкокогерентных полупроводниковых излучателей. Система Trinity Core объединяет три ортогональных кольцевых каскада, обеспечивая прецизионную навигацию и физическую защиту данных.
Ключевые слова: топологическая фотоника, аннигиляция фазового шума, архитектура Trinity Core, эффект Саньяка, S-образный переход, хиральность, квантовый ноль, PHY-security, инерциальная навигация, деструктивная интерференция.
1. ВВЕДЕНИЕ
Современная фотоника сталкивается с барьером «шумового пола» при использовании бюджетных лазерных источников. Традиционные методы фильтрации требуют активной электроники, что увеличивает энергопотребление и стоимость. Мы предлагаем пассивное топологическое решение, где форма световода (S-образный переход) выступает в роли первичного процессора сигналов, осуществляя деструктивную интерференцию шума на аппаратном уровне.
2. МЕТОДОЛОГИЯ ИССЛЕДОВАНИЯ
Архитектура Trinity Core базируется на создании ортогональной системы (рис.1) из трех замкнутых каскадов, распределенных по осям координат :
· x-axis (red, 650nm): 6 дипольных сегментов; базовый опорный контур;
· y-axis (green, 532nm): 8 дипольных сегментов; контур аудита целостности и мониторинга;
· z-axis (blue, 450nm): 12 дипольных сегментов; контур сверхточной навигации.
· Математическое моделирование проводилось с введением искусственного фазового джиттера (15%), что имитирует работу стандартного лазерного диода потребительского класса.
Рисунок 1 — Трехосевая архитектура Trinity Core
3.2. Динамический диапазон и чувствительность
Эффект Саньяка масштабируется линейно относительно плотности узлов и частоты излучения. Синий канал продемонстрировал чувствительность 1.7280 ед., что в 2.8 раза превышает показатели базового красного контура.
Зависимость уровня подавления шума от количества диполей
3.3. Состояние «Квантового нуля» (Dark State)
Визуализация выходного сигнала подтверждает полную аннигиляцию входного хаоса. Система переводит нестабильное излучение в состояние идеальной фазовой тишины.
Эпюра Квантового нуля.
4.1. Принцип комплементарности
Система работает на принципе зеркально-антисимметричных пар. Шум лазера в левом витке находится в противофазе по отношению к шуму в правом витке после прохождения S-перехода. При их суперпозиции в центральном Nexus-узле происходит деструктивная интерференция когерентного шума, в то время как полезный сигнал (вращение) накапливается.
4.2. PHY-Security (Физическая защита)
Любая попытка несанкционированного съема данных (микро-зондирование или внешнее облучение) мгновенно нарушает топологический баланс и выводит систему из состояния «Квантового нуля». Это обеспечивает аппаратную защиту от перехвата информации, сопоставимую с протоколами квантового распределения ключей.
5. Практическая значимость и выводы
Технология Trinity Core открывает путь к созданию автономных систем навигации, устойчивых к средствам РЭБ и не зависящих от сигналов GPS/ГЛОНАСС.
Экономический эффект:
1. Снижение себестоимости: использование дешевых светодиодов (LD/LED) вместо прецизионных лазеров снижает цену модуля в 50-100 раз.
2. Технологичность: архитектура адаптирована под существующие методы лазерной записи в стекле, что исключает необходимость в дорогостоящей фотолитографии.
Заключение: проект QYDYR_NEXUS подтвердил свою эффективность как метод создания сверхточных и защищенных фотонных систем на базе доступных компонентов. Следующим этапом является физическое прототипирование устройства.
В рамках развития проекта QYDYR_NEXUS была опубликована научная работа "Топологическая аннигиляция фазового шума в каскадных S-образных фотонных структурах: Система Trinity Core". Ознакомиться с полным текстом исследования и техническими деталями можно по ссылке: DOI: 10.5281/zenodo.19674732
Share
