새로운 광자 칩은 최고의 빛의 모양을 계산할 수 있습니다

빛은 모든 종류의 장애물에 민감합니다. 작은 장애물이라도 전파를 차단할 수 있습니다. 이 효과는 광 무선 시스템에서 데이터 스트림을 전달하는 빔의 효과와 매우 유사합니다. 정보는 여전히 존재하지만 완전히 왜곡되어 복구하기가 매우 어렵습니다.
Politecnico di Milano의 최근 연구는 Istituto Superiore Sant'Anna di Pisa, Glasgow 대학 및 Stanford 대학과 함께 최적의 빛 모양을 수학적으로 계산할 수 있는 포토닉 칩을 만드는 것을 가능하게 했습니다. 이러한 광자 칩은 알려지지 않았거나 시간이 변하는 환경을 포함한 모든 환경을 통과할 수 있으며 궁극적으로 "모든 환경"에서 조명 프로필을 최적화할 수 있습니다.
이 연구는 Nature Photonics에 논문으로 게재되었습니다.
최소 크기, 최대 효율성
밀란은 스마트 트랜시버 역할을 하는 소형 실리콘 칩 장치 개발로 이어지는 연구를 주도했습니다. 그들은 쌍으로 작업하여 최대 효율로 일반 환경을 통과하기 위해 광선이 어떤 모양이어야 하는지를 자동으로 독립적으로 알아낼 수 있습니다.
또한 각각 고유한 모양을 가진 여러 개의 겹치는 빔을 생성하고 서로 간섭하지 않고 방향을 지정할 수 있습니다. 이러한 방식으로 차세대 무선 통신 시스템에 필요한 전송 용량이 크게 증가합니다.
Politecnico di Milano의 광소자 연구소 소장인 Francesco Morichetti는 "우리 칩은 광학 계산을 매우 빠르고 효율적으로 수행하여 에너지를 거의 소비하지 않는 수학적 프로세서입니다."라고 말했습니다.
"광빔은 간단한 대수 연산(기본적으로 합과 곱셈)에 의해 생성되며 이는 광 신호에서 직접 수행되고 칩에 통합된 마이크로 안테나에 의해 전송됩니다. 이 기술은 많은 장점을 가지고 있습니다. 취급이 매우 쉽고 에너지 효율성이 높습니다. , 5000GHz 이상의 거대한 대역폭을 제공합니다."
Politecnico di Milano의 마이크로 및 나노기술 센터 Polifab 소장인 Andrea Melloni는 "오늘날 모든 정보는 디지털입니다. 그러나 사실 이미지, 소리 및 모든 데이터는 본질적으로 아날로그입니다. 디지털화는 매우 복잡한 처리를 가능하게 합니다. 그러나 데이터 양이 증가함에 따라 이러한 작업은 에너지 및 계산 측면에서 점점 더 지속 불가능해집니다. 미래 5G 및 6G 무선을 가능하게 하는 전용 회로(아날로그 코프로세서)를 통해 아날로그 기술로 복귀하는 데 많은 관심이 있습니다. 상호 연결된 시스템. 이것이 우리 칩이 작동하는 방식입니다."
산타아나에 있는 TeCIP 고등 교육 연구소의 전자 교수인 Marc Sorel은 "광 프로세서를 사용하는 아날로그 컴퓨팅은 뉴로모픽 시스템을 위한 수학적 가스 페달, 고성능 컴퓨팅 및 인공 지능, 양자 컴퓨터를 포함한 많은 응용 시나리오에서 매우 중요합니다"라고 말했습니다. 암호화, 고급 측위, 위치 파악 및 센서 시스템은 물론 대용량 데이터의 고속 처리가 필요한 모든 시스템에 적용됩니다."