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可以計算光最佳形狀的光子芯片?

微云疏影 ? 來源:EDN電子技術設計 ? 作者:EDN電子技術設計 ? 2023-12-06 16:03 ? 次閱讀

光的傳播很容易受到干擾,比如我們透過磨砂玻璃或佩戴起霧的眼鏡時,看到的物體都是模糊不清的,光學無線系統傳輸數據的過程也與之類似,一旦受到了干擾或者阻擋,光線所傳輸的信息雖然仍然存在,但也會被扭曲并且極難恢復。

就在最近,一個由多個大學的研究人員組成的國際團隊突破了這一難題,讓光學無線系統的數據傳輸不再有障礙,該研究團隊制造出的新型光子芯片可計算出光的最佳形狀,從而讓光以最佳的效率穿過任何環境,相關研究成果發表在《自然-光子學》雜志上。

該研究團隊開發的是一種小型硅基芯片,其工作原理類似于智能收發器,它們成對工作,可以自動、自主地計算出光束必須具有什么形狀才能以最大效率穿過環境。不僅如此,它們還可以產生許多重疊的光束,讓每個光束都有自己的形狀,并在不相互干擾的情況下引導這些光束,這種方式可以顯著提高傳輸容量,滿足新一代無線系統的需求。

據介紹,該款芯片可以非??焖儆行У靥幚砉猓幚磉^程也極其簡單,光束通過簡單的代數運算(本質上是加法和乘法)生成,直接對光信號進行,并通過直接集成在芯片上的微天線進行傳輸。因此,這項技術的能源效率很高,可以說幾乎不消耗能量,并且還擁有超過5000GHz的巨大帶寬。

據悉,這類光學處理器在許多應用場景中至關重要,例如神經形態系統的數學加速器、高性能計算(HPC)、人工智能、量子計算機和密碼學、高級定位和傳感系統,以及研究機構經常用到的需要高速處理大量數據的系統。

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