Nýsköpun, kubburinn sem fjallar um ljós kemur

Optískt þráðlaust net hefur hugsanlega ekki lengur hindranir.

Rannsókn á vegum Polytechnic í Mílanó við Sant'Anna School of Advanced Studies í Písa og háskólanum í Glasgow og Stanford, birt í Nature Photonics

Rannsókn á vegum Polytechnic í Mílanó, unnin ásamt Sant'Anna School of Advanced Studies í Písa, háskólanum í Glasgow og háskólanum í Stanford - gefin út af hinu virta tímariti Nature Photonics - hefur gert það mögulegt að búa til nokkur photonic flísar sem reikna stærðfræðilega út bestu lögun ljóss til að fara best í gegnum hvaða umhverfi sem er, jafnvel óþekkt eða breytist með tímanum.

Vísindamennirnir benda á að vandamálið sé vel þekkt: ljós er viðkvæmt fyrir hvers kyns hindrunum, jafnvel mjög litlum. Hugsum, segja þeir, til dæmis um hvernig við sjáum hluti með því að horfa í gegnum matt gler eða einfaldlega með þokugleraugu.

Áhrifin, halda fræðimennirnir áfram, eru algjörlega svipuð á ljósgeisla sem flytur gagnastreymi í þráðlausum sjónrænum kerfum: upplýsingarnar, þó þær séu enn til staðar, eru algjörlega afbakaðar og afar erfitt að endurheimta þær. Tækin sem þróuð voru í þessari rannsókn eru litlir sílikonflögur sem virka eins og greindir senditæki: með því að vinna saman í pörum geta þeir sjálfkrafa og sjálfstætt „reiknað“ hvaða lögun ljósgeisli þarf að hafa til að fara yfir almennt umhverfi með hámarks skilvirkni. Ekki nóg með það, á sama tíma geta þeir líka myndað marga geisla sem skarast, hver með sína lögun, og beint þeim án þess að trufla hver annan; þannig er hægt að auka flutningsgetuna verulega eins og ný kynslóð þráðlausra kerfa krefst.

„Kubbarnir okkar eru stærðfræðilegir örgjörvar sem takast á við ljós mjög hratt og á skilvirkan hátt, nánast án þess að eyða orku. Ljósgeislarnir eru búnir til með einföldum algebrufræðilegum aðgerðum, í meginatriðum viðbótum og margföldun, gerðar beint á ljósmerkin og eru sendar með örloftnetum sem eru samþættar beint á flögurnar. Kostir þessarar tækni eru margir: Mikil einfaldleiki í vinnslu, mikil orkunýting og gífurleg bandbreidd sem fer yfir 5000 GHz.“ segir Francesco Morichetti, yfirmaður Photonic Devices Lab við Polytechnic í Mílanó.

„Í dag eru allar upplýsingar stafrænar, en í raun eru myndir, hljóð og öll gögn í eðli sínu hliðræn. Stafræn væðing gerir mjög flókna vinnslu kleift, en eftir því sem gagnamagn eykst verður sífellt erfiðara að halda uppi þessum aðgerðum frá orku- og reiknisjónarmiði. Í dag erum við að horfa með miklum áhuga á að snúa aftur til hliðrænnar tækni, í gegnum sérstakar hringrásir (hliðræna samvinnsluvélar) sem munu gera 5G og 6G þráðlausa samtengingarkerfi framtíðarinnar kleift. Flögurnar okkar virka nákvæmlega svona“ undirstrikar Andrea Melloni, forstöðumaður Polifab, ör- og nanótæknimiðstöðvar Fjöltækniskólans í Mílanó.

Marc Sorel, prófessor í rafeindatækni við TeCIP stofnunina (fjarskipta-, tölvuverkfræði og ljósfræðistofnun) Scuola Superiore Sant'Anna, bætir að lokum við að „hliðstæður útreikningar sem framkvæmdir eru með sjónrænum örgjörvum skiptir sköpum í fjölmörgum notkunarsviðum sem fela í sér stærðfræðilega hraða fyrir taugamótunarkerfi, hágæða tölvumál (HPC) e gervigreind, skammtatölvur og dulmál, háþróuð staðsetningar-, staðsetningar- og skynjarakerfi og almennt öll kerfi þar sem vinnsla á miklu magni gagna á mjög miklum hraða er nauðsynleg“.

BlogInnovazione.it