Noul cip fotonic poate calcula cea mai bună formă a luminii

Lumina este sensibilă la obstacole de orice fel – chiar și cele mici îi pot bloca propagarea. Acest efect este foarte asemănător cu cel al unui fascicul care transportă un flux de date într-un sistem optic fără fir: informațiile, deși sunt încă prezente, sunt complet distorsionate și extrem de greu de recuperat.
Un studiu recent realizat de Politecnico di Milano, împreună cu Istituto Superiore Sant'Anna di Pisa, Universitatea din Glasgow și Universitatea Stanford, a făcut posibilă crearea de cipuri fotonice capabile să calculeze matematic forma optimă a luminii. Aceste cipuri fotonice pot trece prin orice mediu, chiar și prin cele necunoscute sau care variază în timp și, în cele din urmă, pot optimiza profilul de lumină în „orice mediu”.
Lucrarea este publicată într-o lucrare în Nature Photonics.
Dimensiuni minime, eficienta maxima
Milan a condus cercetările care au condus la dezvoltarea dispozitivelor - mici cipuri de siliciu care acționează ca transceiver inteligente. Lucrând în perechi, aceștia pot stabili automat și independent ce formă trebuie să aibă un fascicul de lumină pentru a trece prin mediul general cu eficiență maximă.
Ele pot genera, de asemenea, mai multe fascicule suprapuse, fiecare cu propria sa formă, și le pot dirija fără a interfera unele cu altele; în acest fel, capacitatea de transmisie este mult crescută, așa cum este necesar pentru sistemele de comunicații fără fir de ultimă generație.
Francesco Morichetti, șeful Laboratorului de Dispozitive Fotonice de la Politecnico di Milano, a comentat: „Cipurile noastre sunt procesoare matematice care efectuează calcule optice foarte rapid și eficient, consumând aproape deloc energie”.
„Fasciculele luminoase sunt generate prin operații algebrice simple, în esență sume și înmulțiri, care sunt efectuate direct pe semnalele optice și transmise prin micro-antene integrate pe cip. Această tehnologie are multe avantaje: extrem de ușor de manevrat, foarte eficientă energetic. , cu o lățime de bandă uriașă de peste 5,000 GHz."
Andrea Melloni, Director Polifab, Centrul pentru Micro și Nanotehnologie de la Politecnico di Milano, a declarat: „Astăzi, toate informațiile sunt digitale. Dar adevărul este că imaginile, sunetele și toate datele sunt în esență analogice. Digitalizarea permite procesarea foarte complexă, dar pe măsură ce cantitatea de date crește, aceste operațiuni devin din ce în ce mai nesustenabile din punct de vedere energetic și de calcul.Există mult interes în revenirea la tehnologia analogică prin circuite dedicate (coprocesoare analogice), care vor fi factorul posibil pentru viitorul wireless 5G și 6G. sisteme interconectate. Așa funcționează cipurile noastre.”
Marc Sorel, profesor de electronică la Institutul de Învățământ Superior TeCIP din Santa Ana, a declarat: „Calculul analogic folosind procesoare optice este critic în multe scenarii de aplicații, inclusiv pedale matematice pentru sisteme neuromorfe, calcul de înaltă performanță și inteligență artificială, calculatoare cuantice. și sisteme de criptografie, poziționare avansată, localizare și senzori, precum și în toate sistemele care necesită procesarea de mare viteză a cantităților mari de date.”