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 11:00:36 阅读数： 138
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。
