AI及量子计算等均将受益！最新芯片可解决光学无线通信最大障碍

据报道，一项光学无线技术的新突破采用了光子芯片，可以有效地塑造光线以改善数据传输，这对未来无线网络和高速数据处理的进步至关重要，无线光学传输或许可以不再有任何障碍。

意大利米兰理工大学与比萨圣安娜高等学校、英国格拉斯哥大学和美国斯坦福大学联合进行的一项研究，已在《自然光子学》杂志上发表。该研究使制造光子芯片成为可能，该芯片可以用数学方法计算出光的最佳形状，以最佳的状态通过任何环境，甚至是未知或随时间变化的环境。

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，但已完全扭曲，极难恢复。

有鉴于此，研究人员开发了这个新设备——用作智能收发器的小型硅芯片：它们成对地工作，可以自动且独立地“计算”光束需要什么形状，以便以最大效率穿过一般环境。

这还不是全部：它们还可以生成多个重叠的光束，每个光束都有自己的形状，并引导它们而不互相干扰；这样，传输容量就大大增加，正如下一代无线系统所要求的那样。

研究人员说，“我们的芯片是数学处理器，可以非常快速有效地进行光计算，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，并由直接集成在芯片上的微天线传输。”

“这项技术具有许多优点：极其容易处理，高能效，以及超5000 GHz的巨大带宽。”他们补充说。

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。

“如今，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，这些电路将成为未来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，”他们说。

研究人员指出，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（HPC）和人工智能、量子计算机和密码学、定位和传感器系统，以及通常需要高速处理大量数据的所有系统。