新型光子芯片:只需要一個(gè)激光器產(chǎn)生數(shù)百個(gè)不同波長的光
在最新一期《自然·光子學(xué)》上,美國哥倫比亞大學(xué)工程學(xué)院研究人員展示了一種新型節(jié)能芯片,可通過連接節(jié)點(diǎn)的光纖電纜傳輸大量數(shù)據(jù)。該芯片不需要使用多個(gè)激光器來產(chǎn)生不同波長的光,而只需要一個(gè)激光器來產(chǎn)生數(shù)百個(gè)不同波長的光,這些光可同時(shí)傳輸獨(dú)立的數(shù)據(jù)流。 由克爾頻率梳驅(qū)動(dòng)的光子集成鏈路。 運(yùn)行大型語言模型等人工智能程序的數(shù)據(jù)中心和高性能計(jì)算機(jī),它們?cè)诠?jié)點(diǎn)之間傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量是造成當(dāng)前“帶寬瓶頸”的根源,其限制了這些系統(tǒng)的性能和擴(kuò)展。 這些系統(tǒng)中的節(jié)點(diǎn)可相距一公里以上。由于金屬線在高速傳輸數(shù)據(jù)時(shí)會(huì)將電信號(hào)以熱量的形式耗散,因此這些系統(tǒng)通過光纖電纜傳輸數(shù)據(jù)。不幸的是,當(dāng)信號(hào)從一個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)送到另一個(gè)節(jié)點(diǎn)時(shí),在將電數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為光數(shù)據(jù)(然后再轉(zhuǎn)換回來)的過程中浪費(fèi)了大量能量。 新研發(fā)的毫米級(jí)系統(tǒng)采用了波分復(fù)用和克爾頻率梳設(shè)備,在輸入端接收單色光,并在輸出端產(chǎn)生許多新顏色的光。這些設(shè)備是光通信的理想來源,對(duì)每種顏色的光,人們可編碼獨(dú)立的信息通道,并通過單根光纖傳播它們。這一突破可讓系統(tǒng)在不消耗更多能源的情況下傳輸更多的數(shù)據(jù)。 |