В Москве разработали элементы фотонных схем для устройств 6G
Ученые из Москвы разработали базовый элемент интегральной фотонной схемы для будущих устройств связи 6G и нейросетей. Согласно авторам исследования, новую разработку можно применять при создании вычислительных систем, способных выполнять операции и расчеты "на лету", без необходимости тратить энергию на хранение промежуточных данных. Публикация результатов исследования была опубликована в журнале Optical Materials.
Исследователи утверждают, что перспективы разработки систем связи следующего поколения (6G) связаны с возможностью увеличения скорости передачи за счет увеличения частоты несущего сигнала. Это открывает новые горизонты для развития технологий связи и передачи данных.Коллектив ученых из МИЭТ, МПГУ, МИСИС и НПК "Технологический центр" не только разработал, но и изготовил и протестировал энергонезависимые аттенюаторы в интегральном исполнении. Эти устройства позволяют эффективно управлять параметрами субТГц сигнала, открывая новые возможности для передачи информации на высоких частотах.
Согласно данным исследователей, разработанные элементы могут быть применены в создании искусственных нейронных сетей. Эти сети способны проводить вычисления "на лету" без значительного увеличения энергопотребления и без необходимости хранения промежуточных результатов. Это открывает новые перспективы для развития высокотехнологичных систем обработки информации.
Интегральная фотоника находится в стадии активного развития, и одним из перспективных направлений становится использование фазопеременных материалов, таких как соединение "германий-сурьма-теллур" (Ge–Sb–Te, GST). Эти материалы применяются для создания аттенюаторов и других устройств, способных работать не только в инфракрасном диапазоне длин волн, но и в субТГц и ТГц диапазонах. Такой подход позволяет избежать необходимости конвертировать сигнал в оптическую форму и обратно, что значительно упрощает конструкцию устройства и снижает его стоимость.Петр Лазаренко, заместитель директора Института перспективных материалов и технологий НИУ МИЭТ, подчеркнул, что использование фазопеременных материалов в субТГц и ТГц диапазонах открывает новые возможности для разработки эффективных и компактных устройств активной фотоники. Эксперименты показали, что эти материалы демонстрируют высокую производительность и стабильность при работе в указанных диапазонах частот.Таким образом, перспективы использования фазопеременных материалов, таких как Ge–Sb–Te, в субТГц и ТГц диапазонах свидетельствуют о возможности создания более эффективных и доступных устройств интегральной фотоники, что открывает новые горизонты для развития современных технологий связи и световодной передачи данных.Исследования с использованием фазопеременного материала GST показали, что возможно управлять параметрами проходящего сигнала в диапазоне 126,5-145,5 ГГц. Отмечено, что различие в поглощении между аморфным и кристаллическим состояниями GST в данном диапазоне превышает 10 децибел. Эти результаты открывают новые перспективы для использования материала GST в области интегральной фотоники, особенно в субТГц и ТГц диапазонах.Эксперт подчеркнул, что применение искусственного интеллекта в системах 6G способствует увеличению скорости и улучшению качества передачи данных за счет снижения ошибок в канале связи. Это открывает новые возможности для развития технологий связи и повышения эффективности передачи информации в будущих сетях.Таким образом, исследования в области фазопеременных материалов и использование искусственного интеллекта в сетях 6G представляют собой перспективные направления для развития технологий связи и фотоники, что может привести к значительному улучшению производительности и надежности передачи данных в современных и будущих сетях.В рамках проекта РНФ, направленного на применение фазопеременных материалов для создания перестраиваемых оптических метаповерхностей, был получен интересный результат – модуляция сигнала в элементах на основе пленок GST в субТГц диапазоне. Это открывает новые перспективы для использования фазопеременных материалов и разработки интегральных устройств для передачи и обработки данных. Руководитель проекта РНФ, Евгений Кицюк, подчеркнул, что эти достижения позволят оптимизировать трафик и вычисления в режиме реального времени, выявляя признаки реальных событий по записанным сигналам.Таким образом, использование фазопеременных материалов, таких как пленки GST, открывает новые возможности для создания инновационных устройств и систем обработки данных. Это позволяет не только расширить область применения таких материалов, но и повысить эффективность передачи информации.Важно отметить, что разработки в области фазопеременных материалов имеют потенциал значительно улучшить процессы передачи данных и оптимизации работы аппаратных ресурсов. Такие технологии могут стать основой для создания новых интегральных устройств, способных решать задачи связанные с высокоскоростной передачей и обработкой информации.В рамках гранта Российского научного фонда (№ 23-79-10309), выполняемого в НПК "Технологический центр", исследователи сосредотачиваются на настройке технологических процессов по обработке фазопеременных материалов и адаптации разработанной технологии под технологические и производственные возможности индустриального партнера.
Этот проект исследования получил поддержку от сотрудников молодежных лабораторий "Фотонные газовые сенсоры" НИТУ "МИСИС" и "Материалы и устройства активной фотоники" НИУ МИЭТ, что позволяет объединить усилия в области развития новых технологий и материалов.
Целью данного проекта является не только научное исследование, но и создание практически применимых решений, способствующих улучшению производственных процессов и повышению эффективности использования фазопеременных материалов в различных отраслях промышленности.
Источник и фото - ria.ru
