意大利领导的团队为无线网络创造了最佳波束形状的光子源

发布时间:2023-12-14 03:00:36.000Z

米兰,格拉斯哥和斯坦福大学的合作伙伴设计芯片,以优化“任何环境”的光轮廓。

 

 

光子芯片可以计算出无线系统的最佳光形。光学无线可能不再有任何障碍。米兰理工大学与比萨圣安娜高等学校、格拉斯哥大学和斯坦福大学共同进行的一项研究,使制造出能够通过数学计算最佳光形状的光子芯片成为可能,这些光子芯片可以通过任何环境,甚至是未知或随时间变化的环境。

 

这项工作发表在《自然光子学》杂志的一篇论文中。问题是众所周知的:光对任何形式的障碍物都很敏感,即使是很小的障碍物。例如,想想当我们透过一扇结霜的窗户看东西时,或者当我们的眼镜起雾时,我们是如何看到物体的。这种效应与光学无线系统中携带数据流的光束非常相似:信息虽然仍然存在,但却完全扭曲,极难恢复。最小尺寸;最高效率

 

米兰领导的这项研究开发的设备是用作智能收发器的小型硅芯片。他们结对工作,可以自动独立地计算出光束的形状,以便以最大的效率通过一般环境。它们还可以产生多个重叠的光束,每个都有自己的形状,并在不相互干扰的情况下引导它们;这样,传输容量显著增加,符合下一代无线系统的要求。

 

米兰理工大学光子器件实验室负责人Francesco Morichetti评论道:“我们的芯片是数学处理器,可以非常快速有效地利用光进行计算,几乎不消耗能源。“光束是通过简单的代数运算产生的,本质上是求和和乘法,直接对光信号进行运算,并由集成在芯片上的微天线传输。这项技术具有许多优点:非常容易处理,高能效,以及超过5000 GHz的巨大带宽。”米兰理工大学微与纳米技术中心Polifab主任Andrea Melloni说:“今天,所有的信息都是数字化的,但事实上,图像、声音和所有数据本质上都是模拟的。数字化确实允许非常复杂的处理,但随着数据量的增加,这些操作在能源和计算方面变得越来越不可持续。

 

“通过专用电路(模拟协处理器),人们对回归模拟技术非常感兴趣,这将成为未来5G和6G无线互联系统的推动者。我们的芯片就是这样工作的。”圣安娜高等学校TeCIP研究所电子学教授Marc Sorel表示:“使用光学处理器的模拟计算在许多应用场景中至关重要,包括神经形态系统的数学加速器、高性能计算和人工智能、量子计算机和密码学、高级定位、定位和传感器系统,以及一般情况下,在所有需要以非常高的速度处理大量数据的系统中。

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