นวัตกรรม ชิปที่เกี่ยวข้องกับแสงมาถึงแล้ว

ระบบไร้สายแบบออปติกอาจไม่มีสิ่งกีดขวางอีกต่อไป

การศึกษาโดย Polytechnic of Milan กับ Sant'Anna School of Advanced Studies ในเมือง Pisa และ University of Glasgow และ Stanford ซึ่งตีพิมพ์ใน Nature Photonics

การศึกษาโดย Polytechnic of Milan ซึ่งดำเนินการร่วมกับ Sant'Anna School of Advanced Studies ในเมืองปิซา มหาวิทยาลัยกลาสโกว์ และมหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ด ซึ่งจัดพิมพ์โดยวารสาร Nature Photonics อันทรงเกียรติ ทำให้สามารถสร้างผลงานบางส่วนได้ ชิปโทนิค ซึ่งคำนวณทางคณิตศาสตร์ถึงรูปร่างที่เหมาะสมของแสงเพื่อให้ผ่านสภาพแวดล้อมต่างๆ ได้ดีที่สุด แม้จะไม่ทราบหรือเปลี่ยนแปลงไปตามกาลเวลาก็ตาม

นักวิจัยชี้ให้เห็นว่าปัญหาเป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้วว่าแสงไวต่อสิ่งกีดขวางทุกรูปแบบ แม้แต่สิ่งกีดขวางที่มีขนาดเล็กมาก พวกเขาพูดกันว่า เช่น วิธีที่เราเห็นวัตถุโดยมองผ่านกระจกฝ้า หรือเพียงแค่สวมแว่นตาที่มีหมอก

นักวิชาการกล่าวต่อว่า ผลกระทบนี้คล้ายคลึงกับลำแสงที่นำพากระแสข้อมูลในระบบไร้สายแบบออปติคัลโดยสิ้นเชิง แม้ว่าข้อมูลจะยังคงอยู่ แต่ก็บิดเบี้ยวโดยสิ้นเชิงและกู้คืนได้ยากอย่างยิ่ง อุปกรณ์ที่พัฒนาขึ้นในการวิจัยครั้งนี้คือชิปซิลิคอนขนาดเล็กที่ทำงานเหมือนกับเครื่องรับส่งสัญญาณอัจฉริยะ โดยการทำงานร่วมกันเป็นคู่ พวกเขาสามารถ 'คำนวณ' ได้โดยอัตโนมัติและโดยอัตโนมัติว่าลำแสงจะต้องมีรูปร่างอย่างไรเพื่อข้ามสภาพแวดล้อมทั่วไปที่มีประสิทธิภาพสูงสุด ไม่เพียงเท่านั้น ในเวลาเดียวกันยังสามารถสร้างลำแสงที่ทับซ้อนกันจำนวนมาก ซึ่งแต่ละอันมีรูปร่างของตัวเอง และควบคุมทิศทางได้โดยไม่รบกวนซึ่งกันและกัน ด้วยวิธีนี้จึงเป็นไปได้ที่จะเพิ่มความสามารถในการรับส่งข้อมูลได้อย่างมาก เช่นเดียวกับที่ระบบไร้สายรุ่นใหม่ต้องการ

“ชิปของเราเป็นโปรเซสเซอร์ทางคณิตศาสตร์ที่จัดการกับแสงได้อย่างรวดเร็วและมีประสิทธิภาพ โดยแทบไม่ต้องใช้พลังงานเลย ลำแสงแสงถูกสร้างขึ้นผ่านการคำนวณเชิงพีชคณิตง่ายๆ โดยพื้นฐานแล้วเป็นการบวกและการคูณ ซึ่งดำเนินการโดยตรงบนสัญญาณไฟ และถูกส่งโดยเสาอากาศขนาดเล็กที่รวมเข้ากับชิปโดยตรง ข้อดีของเทคโนโลยีนี้มีหลายประการ: ความเรียบง่ายในการประมวลผลสูง ประสิทธิภาพการใช้พลังงานสูง และแบนด์วิธมหาศาล ซึ่งเกิน 5000 GHz” Francesco Morichetti หัวหน้าห้องทดลองอุปกรณ์โฟโตนิกที่โพลีเทคนิคแห่งมิลานกล่าว

“ทุกวันนี้ข้อมูลทั้งหมดอยู่ในรูปแบบดิจิทัล แต่ในความเป็นจริงแล้ว รูปภาพ เสียง และข้อมูลทั้งหมดนั้นเป็นแบบอะนาล็อกอย่างแท้จริง การแปลงเป็นดิจิทัลทำให้เกิดการประมวลผลที่ซับซ้อนมาก แต่เมื่อปริมาณข้อมูลเพิ่มมากขึ้น การดำเนินการเหล่านี้จึงกลายเป็นเรื่องยากมากขึ้นที่จะรักษาไว้จากมุมมองของพลังงานและการคำนวณ วันนี้เรากำลังมองหาความสนใจอย่างมากในการกลับมาสู่เทคโนโลยีอะนาล็อกผ่านวงจรเฉพาะ (ตัวประมวลผลร่วมแบบอะนาล็อก) ซึ่งจะช่วยให้ระบบเชื่อมต่อโครงข่ายไร้สาย 5G และ 6G ในอนาคต ชิปของเราทำงานในลักษณะนี้ทุกประการ” Andrea Melloni ผู้อำนวยการของ Polifab ซึ่งเป็นศูนย์ไมโครและนาโนเทคโนโลยีของ Polytechnic of Milan ขีดเส้นใต้

Marc Sorel ศาสตราจารย์ด้านอิเล็กทรอนิกส์ที่สถาบัน TeCIP (โทรคมนาคม วิศวกรรมคอมพิวเตอร์ และสถาบันโฟโตนิกส์) ของ Scuola Superiore Sant'Anna กล่าวเสริมในที่สุดว่า "การคำนวณแบบอะนาล็อกที่ดำเนินการด้วยโปรเซสเซอร์แบบออปติคัลมีความสำคัญอย่างยิ่งในสถานการณ์การใช้งานต่างๆ มากมาย ซึ่งรวมถึงตัวเร่งทางคณิตศาสตร์สำหรับ ระบบนิวโรมอร์ฟิก คอมพิวเตอร์สมรรถนะสูง (HPC) เช่น ปัญญาประดิษฐ์คอมพิวเตอร์ควอนตัมและการเข้ารหัส การแปลขั้นสูง ระบบการวางตำแหน่งและเซ็นเซอร์ และโดยทั่วไปทุกระบบที่จำเป็นต้องมีการประมวลผลข้อมูลปริมาณมากด้วยความเร็วสูงมาก”

BlogInnovazione.it