イノベーション、光を扱うチップが登場

光無線なら障害物がなくなるかも知れません。

ミラノ工科大学とピサのサンタンナ高等研究院、グラスゴー大学およびスタンフォード大学との研究、Nature Photonics に掲載

ミラノ工科大学がピサのサンタンナ高等研究大学院、グラスゴー大学、スタンフォード大学と共同で実施した研究（権威ある学術誌ネイチャー・フォトニクスに掲載）により、いくつかの研究が可能になった。 フォトニックチップ これは、未知の環境や時間の経過とともに変化する環境であっても、あらゆる環境を最適に通過する光の最適な形状を数学的に計算します。

研究者らは、この問題はよく知られていると指摘している。光は、たとえ非常に小さな障害物であっても、あらゆる形態の障害物に敏感であるということだ。 たとえば、曇りガラスを通して見ること、または単に曇った眼鏡をかけることによって、私たちが物体をどのように見るかについて考えてみましょう、と彼らは言います。

この影響は、光無線システムのデータフローを運ぶ光線でも全く同様である、と学者らは続けている。つまり、情報はまだ存在しているものの、完全に歪められており、回復するのは非常に困難である。 この研究で開発されたデバイスは、インテリジェントトランシーバーのように機能する小さなシリコンチップです。ペアで連携することで、一般的な環境を最大の効率で通過するために光ビームがどのような形状でなければならないかを自動的かつ自律的に「計算」できます。 それだけでなく、同時に、それぞれが独自の形状を持つ多数の重なり合うビームを生成し、互いに干渉することなくビームを方向付けることもできます。 このようにして、新世代の無線システムで必要とされるように、伝送容量を大幅に増加させることができます。

「私たちのチップは、エネルギーをほとんど消費せずに、光を非常に迅速かつ効率的に処理する数学プロセッサです。 光ビームは、光信号に対して直接行われる単純な代数演算、本質的には加算と乗算によって生成され、チップ上に直接統合されたマイクロアンテナによって送信されます。 このテクノロジーの利点は数多くあります: 処理の極めてシンプルさ、高いエネルギー効率、そして 5000 GHz を超える巨大な帯域幅です。」 ミラノ工科大学の光デバイス研究室長、フランチェスコ・モリケッティ氏はこう語ります。

「今日、すべての情報はデジタルですが、実際には、画像、音声、およびすべてのデータは本質的にアナログです。 デジタル化により非常に複雑な処理が可能になりますが、データ量が増加するにつれて、エネルギーと計算の観点からこれらの操作を維持することがますます困難になってきます。 現在、私たちは将来の 5G および 6G 無線相互接続システムを可能にする専用回路 (アナログ コプロセッサ) によるアナログ技術への回帰に大きな関心を持っています。 私たちのチップはまさにこのように機能します」とミラノ工科大学のマイクロおよびナノテクノロジーセンターであるポリファブのディレクターであるアンドレア・メローニ氏は強調します。

サンタンナ大学の TeCIP 研究所 (電気通信、コンピュータ工学、およびフォトニクス研究所) のエレクトロニクス教授であるマーク ソレル氏は、最後に次のように付け加えています。ニューロモーフィック システム、ハイ パフォーマンス コンピューティング (HPC) 人工知能、量子コンピューターと暗号化、高度な位置特定、測位およびセンサー システム、そして一般に大量のデータを非常に高速で処理する必要があるすべてのシステムです。」

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