首款自校準(zhǔn)可編程光子芯片面世

  ICC訊 澳大利亞科學(xué)家領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)國(guó)際團(tuán)隊(duì)研制出首款自校準(zhǔn)光子芯片，其能“變身”數(shù)據(jù)高速公路上的橋梁，改變當(dāng)前光學(xué)芯片之間的連接狀況，提升數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣?，有望促進(jìn)人工智能和自動(dòng)駕駛汽車等領(lǐng)域的發(fā)展。最新研究發(fā)表于《自然·光子學(xué)》雜志。

  光子電路能夠操縱和引導(dǎo)信息傳輸?shù)墓馔ǖ?，也可提供搜索圖案等計(jì)算能力，而模式搜索是醫(yī)療診斷、自動(dòng)駕駛車輛、互聯(lián)網(wǎng)安全等許多應(yīng)用的基礎(chǔ)。芯片的快速可靠重編程能加快搜索速度，但要做到這一點(diǎn)，非常困難且極其昂貴，最新的自校準(zhǔn)芯片則克服了這一難題。

  這項(xiàng)研究的一個(gè)關(guān)鍵挑戰(zhàn)是將所有光學(xué)功能集成到一個(gè)可“插入”現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施的設(shè)備上。研究團(tuán)隊(duì)提出的解決方案是：在芯片制造后對(duì)其進(jìn)行校準(zhǔn)，也就是使用集成參考路徑而非外部設(shè)備對(duì)芯片進(jìn)行校準(zhǔn)，這提供了“撥號(hào)”所需的所有設(shè)置和開關(guān)功能。

  首席研究員、莫納什大學(xué)阿瑟·洛厄里教授表示：“我們展示了一種自校準(zhǔn)可編程光子濾波器芯片，自校準(zhǔn)非常重要，因?yàn)樗箍烧{(diào)諧光子集成電路廣泛應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域，如根據(jù)顏色調(diào)換信號(hào)的光通信系統(tǒng)、運(yùn)行速度極快的相關(guān)器、用于化學(xué)或生物分析甚至天文學(xué)領(lǐng)域的科學(xué)儀器等?！?

  洛厄里稱，2020年該校開發(fā)出一種新型光學(xué)微通信芯片，構(gòu)建了數(shù)據(jù)高速公路的多條通道，實(shí)現(xiàn)了當(dāng)時(shí)最快的網(wǎng)速。而新面世的自校準(zhǔn)芯片可成為這些數(shù)據(jù)高速公路的入口、出口匝道和橋梁，將這些通道連接起來，使更多數(shù)據(jù)能更快移動(dòng)。

  研究人員表示，這一最新突破有望加速人工智能的發(fā)展，并應(yīng)用于多個(gè)現(xiàn)實(shí)領(lǐng)域，如能夠及時(shí)解讀周圍環(huán)境的更安全的無人駕駛汽車、能更快速地診斷病情的人工智能，以及更小的光子網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)等。

  【總編輯圈點(diǎn)】

  這是一個(gè)有意思的比喻——高速公路的出入匝道和橋梁。匝道，在交通上屬于引道，起銜接作用，輔助和引導(dǎo)車輛出入主道。如果沒有引道，汽車直接沖上高速公路，非常危險(xiǎn)且效率不高。數(shù)據(jù)的運(yùn)行同樣也是這個(gè)道理，有更多輔助設(shè)施，能讓信息高速通道運(yùn)行得更加順暢。本文科研人員研發(fā)出了一種自校準(zhǔn)光子芯片，它能使數(shù)據(jù)更快移動(dòng)，讓光子集成電路更方便快捷地用于更多領(lǐng)域，比如說無人駕駛、智慧醫(yī)療、自然語言處理等——這些都是智能時(shí)代非常重要的應(yīng)用。