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新型光子芯片能算出光的最佳形状,有望用于下一代无线系统

科技日报记者 刘霞

来自意大利米兰理工大学与比萨圣安娜大学、新型形状下代系统英国格拉斯哥大学和美国斯坦福大学的光芯光科学家,携手开发出一款新型光子芯片,算出可计算出光的最佳最佳形状,从而使其以最佳效率穿过任何环境,有望用于即使是无线未知或随时间而变化的环境,有望应用于下一代无线系统。新型形状下代系统相关论文发表于最新一期《自然·光子学》杂志。光芯光


光子芯片艺术概念图
图片来源:米兰理工大学

光对任何形式的算出障碍物都很敏感,即使是最佳很小的障碍物。例如,有望用于当人们透过磨砂玻璃或起雾眼镜看物体时,无线就会模糊难辨。新型形状下代系统这种影响与光无线系统中携带数据流的光芯光光束如出一辙:信息虽然存在,但完全失真,算出极难检索。

最新研究开发的小型硅芯片可作智能收发器,它们成对工作,可自动且独立地计算光束需要的形状,从而以最大效率通过环境。此外,它们还可生成多个重叠的具有独特形状的光束,并在不相互干扰的情况下引导这些光束。通过这种方式,新型芯片的传输容量显著提升,可满足下一代无线系统的要求。

研究人员解释道,这种新型芯片是数学处理器,可非常快速、高效地利用光进行计算,几乎没有能耗。光束通过简单的代数运算产生,直接对光信号进行运算,并通过直接集成在芯片上的微型天线进行传输。这项技术具有许多优点:极易处理、高能效以及带宽超过5000吉赫(GHz)。

研究团队表示,使用光学处理器的模拟计算在多个领域有用武之地,可用于神经形态系统的数学加速器、高性能计算、人工智能、量子计算机和密码学、高级定位和传感器系统,以及通常需要以非常高的速度处理大量数据的系统。

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