據(jù)報(bào)道，一項(xiàng)光學(xué)無(wú)線技術(shù)的新突破采用了光子芯片，可以有效地塑造光線以改善數(shù)據(jù)傳輸，這對(duì)未來(lái)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)和高速數(shù)據(jù)處理的進(jìn)步至關(guān)重要，無(wú)線光學(xué)傳輸或許可以不再有任何障礙。

意大利米蘭理工大學(xué)與比薩圣安娜高等學(xué)校、英國(guó)格拉斯哥大學(xué)和美國(guó)斯坦福大學(xué)聯(lián)合進(jìn)行的一項(xiàng)研究，已在《自然光子學(xué)》雜志上發(fā)表。該研究使制造光子芯片成為可能，該芯片可以用數(shù)學(xué)方法計(jì)算出光的最佳形狀，以最佳的狀態(tài)通過任何環(huán)境，甚至是未知或隨時(shí)間變化的環(huán)境。

問題是眾所周知的：光對(duì)任何形式的障礙物都很敏感，即使是很小的障礙物。例如，想想當(dāng)我們透過一扇結(jié)霜的窗戶看東西時(shí)，或者當(dāng)我們的眼鏡起霧時(shí)，我們是如何看到物體的。這種效應(yīng)與光學(xué)無(wú)線系統(tǒng)中攜帶數(shù)據(jù)流的光束非常相似：信息雖然仍然存在，但已完全扭曲，極難恢復(fù)。

有鑒于此，研究人員開發(fā)了這個(gè)新設(shè)備——用作智能收發(fā)器的小型硅芯片：它們成對(duì)地工作，可以自動(dòng)且獨(dú)立地“計(jì)算”光束需要什么形狀，以便以最大效率穿過一般環(huán)境。

這還不是全部：它們還可以生成多個(gè)重疊的光束，每個(gè)光束都有自己的形狀，并引導(dǎo)它們而不互相干擾；這樣，傳輸容量就大大增加，正如下一代無(wú)線系統(tǒng)所要求的那樣。

研究人員說(shuō)，“我們的芯片是數(shù)學(xué)處理器，可以非常快速有效地進(jìn)行光計(jì)算，幾乎不消耗能源。光束是通過簡(jiǎn)單的代數(shù)運(yùn)算產(chǎn)生的，本質(zhì)上是求和和乘法，直接對(duì)光信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算，并由直接集成在芯片上的微天線傳輸。”

“這項(xiàng)技術(shù)具有許多優(yōu)點(diǎn)：極其容易處理，高能效，以及超5000 GHz的巨大帶寬。”他們補(bǔ)充說(shuō)。

今天，所有的信息都是數(shù)字化的，但事實(shí)上，圖像、聲音和所有數(shù)據(jù)本質(zhì)上都是模擬的。數(shù)字化確實(shí)允許非常復(fù)雜的處理，但隨著數(shù)據(jù)量的增加，這些操作在能源和計(jì)算方面變得越來(lái)越不可持續(xù)。

“如今，通過專用電路（模擬協(xié)處理器），人們對(duì)回歸模擬技術(shù)非常感興趣，這些電路將成為未來(lái)5G和6G無(wú)線互聯(lián)系統(tǒng)的推動(dòng)者。我們的芯片就是這樣工作的，”他們說(shuō)。

研究人員指出，使用光學(xué)處理器的模擬計(jì)算在許多應(yīng)用場(chǎng)景中至關(guān)重要，包括神經(jīng)形態(tài)系統(tǒng)的 數(shù)學(xué)加速器、高性能計(jì)算（HPC）和人工智能、量子計(jì)算機(jī)和密碼學(xué)、定位和傳感器系統(tǒng)，以及通常需要高速處理大量數(shù)據(jù)的所有系統(tǒng)。