Создан первый в своем роде полностью оптический цифро-аналоговый преобразователь - «Наука и технологии»

Используя в качестве основы специализированный кремниево-фотонный чип, исследователи из университета Джорджа Вашингтона и Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе создали первый в своем роде полностью оптический цифро-аналоговый преобразователь (photonicDAC). Это означает, что при работе такого преобразователя не требуется промежуточных преобразований оптического сигнала в электрическую форму. За счет этого увеличивается быстродействие данного устройства и его эффективность, что открывает широкие возможности для использования таких преобразователей в коммуникационных системах, обеспечивающих малую задержку и высокую скорость передачи.

Цифро-аналоговые преобразователи (Digital-to-analog converter, DAC) являются практически обязательными функциональными блоками любого инструмента, выполняющего цифровую обработку сигналов, и оборудования для широкополосной связи. Поскольку фотонные системы изначально способны обеспечить более высокую пропускную способность, малую задержку и низкое энергопотребление, то такие системы начинают уверенно вытеснять их электронные аналоги из оборудования гражданского и военного назначения.

Вернемся к недавно созданному оптическому цифро-аналоговому преобразователю. Опытный образец такого преобразователя пока имеет разрядность всего 4 бита. Отсутствие промежуточных преобразований сигналов позволяет оптическому преобразователю работать со скоростью 50 ГГц (50 гига-выборок в секунду). При этом энергетические затраты составляют всего 1 джоуль на 100 гига-выборок.

8-битный вариант photonicDAC будет занимать всего 0.1 квадратного миллиметра площади кристалла, что позволит создать на его основе "бесшовные" оптоэлектронные переходы для интерфейсов аппаратных средств систем обработки данных. Эти интерфейсы будут связывать основные вычислительные мощности датацентров с различного рода дополнительными ускорителями, берущими на себя все тяжелые расчеты, к примеру, нейроморфные ускорители.

Кроме всего сказанного выше, принципы, использованные при создании photonicDAC, могут быть использованы и для создания других полностью оптических компонентов, являющихся фотонными аналогами базовых электронных компонентов. И когда такое произойдет, то на основе новых фотонных компонентов могут быть построены системы искусственного интеллекта следующего поколения, коммуникационные 6G сети, и новые датацентры, легко справляющиеся с задачами обработки огромных массивов информации, так называемых наборов "Больших Данных".