首款自校準可編程光子芯片面世

科技日報北京7月11日電 （記者劉霞）澳大利亞科學家領導的一個國際團隊研製出首款自校準光子芯片，其能“變身”數據高速公路上的橋樑，改變當前光學芯片之間的連接狀況，提升數據傳輸的速度，有望促進人工智能和自動駕駛汽車等領域的發展。最新研究發表於《自然·光子學》雜誌。

光子電路能夠操縱和引導信息傳輸的光通道，也可提供搜索圖案等計算能力，而模式搜索是醫療診斷、自動駕駛車輛、互聯網安全等許多應用的基礎。芯片的快速可靠重編程能加快搜索速度，但要做到這一點，非常困難且極其昂貴，最新的自校準芯片則克服了這一難題。

這項研究的一個關鍵挑戰是將所有光學功能集成到一個可“插入”現有基礎設施的設備上。研究團隊提出的解決方案是：在芯片製造後對其進行校準，也就是使用集成參考路徑而非外部設備對芯片進行校準，這提供了“撥號”所需的所有設置和開關功能。

首席研究員、莫納什大學阿瑟·洛厄裏教授表示：“我們展示了一種自校準可編程光子濾波器芯片，自校準非常重要，因為它使可調諧光子集成電路廣泛應用於多個領域，如根據顏色調換信號的光通信系統、運行速度極快的相關器、用於化學或生物分析甚至天文學領域的科學儀器等。”

洛厄裏稱，2020年該校開發出一種新型光學微通信芯片，構建了數據高速公路的多條通道，實現了當時最快的網速。而新面世的自校準芯片可成為這些數據高速公路的入口、出口匝道和橋樑，將這些通道連接起來，使更多數據能更快移動。

研究人員表示，這一最新突破有望加速人工智能的發展，並應用於多個現實領域，如能夠及時解讀周圍環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，以及更小的光子網絡交換機等。

【總編輯圈點】

這是一個有意思的比喻——高速公路的出入匝道和橋樑。匝道，在交通上屬於引道，起銜接作用，輔助和引導車輛出入主道。如果沒有引道，汽車直接衝上高速公路，非常危險且效率不高。數據的運行同樣也是這個道理，有更多輔助設施，能讓信息高速通道運行得更加順暢。本文科研人員研發出了一種自校準光子芯片，它能使數據更快移動，讓光子集成電路更方便快捷地用於更多領域，比如説無人駕駛、智慧醫療、自然語言處理等——這些都是智能時代非常重要的應用。