來自意大利米蘭(lan) 理工大學與(yu) 比薩聖安娜大學、英國格拉斯哥大學和美國斯坦福大學的科學家,攜手開發出一款新型光子芯片,可計算出光的最佳形狀,從(cong) 而使其以最佳效率穿過任何環境,即使是未知或隨時間而變化的環境,有望應用於(yu) 下一代無線係統。相關(guan) 論文發表於(yu) 最新一期《自然·光子學》雜誌。
光對任何形式的障礙物都很敏感,即使是很小的障礙物。例如,當人們(men) 透過磨砂玻璃或起霧眼鏡看物體(ti) 時,就會(hui) 模糊難辨。這種影響與(yu) 光無線係統中攜帶數據流的光束如出一轍:信息雖然存在,但完全失真,極難檢索。
最新研究開發的小型矽芯片可作智能收發器,它們(men) 成對工作,可自動且獨立地計算光束需要的形狀,從(cong) 而以最大效率通過環境。此外,它們(men) 還可生成多個(ge) 重疊的具有獨特形狀的光束,並在不相互幹擾的情況下引導這些光束。通過這種方式,新型芯片的傳(chuan) 輸容量顯著提升,可滿足下一代無線係統的要求。
研究人員解釋道,這種新型芯片是數學處理器,可非常快速、高效地利用光進行計算,幾乎沒有能耗。光束通過簡單的代數運算產(chan) 生,直接對光信號進行運算,並通過直接集成在芯片上的微型天線進行傳(chuan) 輸。這項技術具有許多優(you) 點:極易處理、高能效以及帶寬超過5000吉赫(GHz)。
研究團隊表示,使用光學處理器的模擬計算在多個(ge) 領域有用武之地,可用於(yu) 神經形態係統的數學加速器、高性能計算、人工智能、量子計算機和密碼學、高級定位和傳(chuan) 感器係統,以及通常需要以非常高的速度處理大量數據的係統。
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