نوآوری، تراشه ای که با نور سروکار دارد از راه می رسد

بی سیم نوری ممکن است دیگر موانعی نداشته باشد.

مطالعه توسط پلی تکنیک میلان با دانشکده مطالعات پیشرفته سنت آنا در پیزا، و دانشگاه گلاسکو و استنفورد، منتشر شده در Nature Photonics

مطالعه ای توسط پلی تکنیک میلان، که همراه با دانشکده مطالعات پیشرفته سنت آنا در پیزا، دانشگاه گلاسکو و دانشگاه استنفورد انجام شده است - که توسط مجله معتبر Nature Photonics منتشر شده است - ایجاد برخی از موارد را ممکن ساخته است. تراشه های فوتونیک که از نظر ریاضی شکل بهینه نور را برای عبور از هر محیطی، حتی ناشناخته یا تغییر در طول زمان، محاسبه می کند.

محققان خاطرنشان می کنند که این مشکل به خوبی شناخته شده است: نور به هر شکلی از مانع حساس است، حتی موانع بسیار کوچک. آنها می گویند، بیایید فکر کنیم، مثلاً در مورد اینکه چگونه با نگاه کردن به شیشه مات یا صرفاً با استفاده از عینک مه آلود، اجسام را می بینیم.

محققان ادامه می‌دهند که این اثر کاملاً مشابه یک پرتو نور است که جریان‌های داده را در سیستم‌های بی‌سیم نوری حمل می‌کند: اطلاعات، اگرچه هنوز وجود دارد، کاملاً تحریف شده و بازیابی آن بسیار دشوار است. دستگاه‌های توسعه‌یافته در این تحقیق تراشه‌های سیلیکونی کوچکی هستند که مانند فرستنده‌های گیرنده هوشمند عمل می‌کنند: با همکاری جفتی، آنها می‌توانند به طور خودکار و مستقل محاسبه کنند که یک پرتو نور برای عبور از یک محیط عمومی با حداکثر کارایی باید چه شکلی داشته باشد. نه تنها این، در عین حال آنها همچنین می توانند تعداد زیادی تیرهای همپوشانی ایجاد کنند که هر کدام شکل خاص خود را دارند و آنها را بدون تداخل با یکدیگر هدایت کنند. به این ترتیب می توان به میزان قابل توجهی ظرفیت انتقال را افزایش داد، همانطور که سیستم های بی سیم نسل جدید نیاز دارند.

تراشه‌های ما پردازنده‌های ریاضی هستند که با نور بسیار سریع و کارآمد و تقریباً بدون مصرف انرژی برخورد می‌کنند. پرتوهای نوری از طریق عملیات جبری ساده، اساساً جمع و ضرب، ایجاد می‌شوند که مستقیماً روی سیگنال‌های نور انجام می‌شوند و توسط میکروآنتن‌هایی که مستقیماً روی تراشه‌ها یکپارچه شده‌اند، منتقل می‌شوند. مزایای این فناوری بسیار است: سادگی فوق العاده پردازش، بهره وری انرژی بالا و پهنای باند بسیار زیاد که بیش از 5000 گیگاهرتز است. فرانچسکو موریچتی، رئیس آزمایشگاه دستگاه های فوتونیک در پلی تکنیک میلان می گوید.

«امروزه همه اطلاعات دیجیتال هستند، اما در واقعیت، تصاویر، صداها و همه داده‌ها ذاتاً آنالوگ هستند. دیجیتالی شدن امکان پردازش بسیار پیچیده را فراهم می کند، اما با افزایش حجم داده ها، حفظ این عملیات از نقطه نظر انرژی و محاسبات به طور فزاینده ای دشوار می شود. امروز ما با علاقه فراوان به دنبال بازگشت به فن آوری های آنالوگ، از طریق مدارهای اختصاصی (همپردازنده های آنالوگ) هستیم که برای سیستم های اتصال بی سیم 5G و 6G در آینده امکان پذیر خواهد بود. تراشه‌های ما دقیقاً به همین شکل عمل می‌کنند.» آندریا ملونی، مدیر Polifab، مرکز میکرو و نانو فناوری پلی‌تکنیک میلان، تأکید می‌کند.

مارک سورل، پروفسور الکترونیک در موسسه TeCIP (مؤسسه مخابرات، مهندسی کامپیوتر و فوتونیک) در Scuola Superiore Sant'Anna، در نهایت اضافه می کند که "محاسبات آنالوگ انجام شده با پردازنده های نوری در سناریوهای کاربردی متعددی که شامل شتاب دهنده های ریاضی برای سیستم‌های نورومورفیک، محاسبات با عملکرد بالا (HPC) e هوش مصنوعیکامپیوترهای کوانتومی و رمزنگاری، مکان یابی پیشرفته، سیستم های موقعیت یابی و حسگر و به طور کلی تمامی سیستم هایی که در آنها پردازش مقادیر زیادی داده با سرعت بسیار بالا ضروری است.

BlogInnovazione.it