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科技日报记者 刘霞

来自意大利米兰理工大学与比萨圣安娜大学、英国格拉斯哥大学和美国斯坦福大学的科学家，携手开发出一款新型光子芯片，可计算出光的最佳形状，从而使其以最佳效率穿过任何环境，即使是未知或随时间而变化的环境，有望应用于下一代无线系统。相关论文发表于最新一期《自然·光子学》杂志。

光子芯片艺术概念图
图片来源：米兰理工大学

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，当人们透过磨砂玻璃或起雾眼镜看物体时，就会模糊难辨。这种影响与光无线系统中携带数据流的光束如出一辙：信息虽然存在，但完全失真，极难检索。

最新研究开发的小型硅芯片可作智能收发器，它们成对工作，可自动且独立地计算光束需要的形状，从而以最大效率通过环境。此外，它们还可生成多个重叠的具有独特形状的光束，并在不相互干扰的情况下引导这些光束。通过这种方式，新型芯片的传输容量显著提升，可满足下一代无线系统的要求。

研究人员解释道，这种新型芯片是数学处理器，可非常快速、高效地利用光进行计算，几乎没有能耗。光束通过简单的代数运算产生，直接对光信号进行运算，并通过直接集成在芯片上的微型天线进行传输。这项技术具有许多优点：极易处理、高能效以及带宽超过5000吉赫（GHz）。

研究团队表示，使用光学处理器的模拟计算在多个领域有用武之地，可用于神经形态系统的数学加速器、高性能计算、人工智能、量子计算机和密码学、高级定位和传感器系统，以及通常需要以非常高的速度处理大量数据的系统。

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