首款自校准可编程光子芯片面世

澳大利亚科学家领导的一个国际团队研制出首款自校准光子芯片，其能“变身”数据高速公路上的桥梁，改变当前光学芯片之间的连接状况，提升数据传输的速度，有望促进人工智能和自动驾驶汽车等领域的发展。最新研究发表于《自然·光子学》杂志。

新型自校准光子芯片（概念图）。

图片来源：徐兴元/《自然·光子学》杂志

光子电路能够操纵和引导信息传输的光通道，也可提供搜索图案等计算能力，而模式搜索是医疗诊断、自动驾驶车辆、互联网安全等许多应用的基础。芯片的快速可靠重编程能加快搜索速度，但要做到这一点，非常困难且极其昂贵，最新的自校准芯片则克服了这一难题。

这项研究的一个关键挑战是将所有光学功能集成到一个可“插入”现有基础设施的设备上。研究团队提出的解决方案是：在芯片制造后对其进行校准，也就是使用集成参考路径而非外部设备对芯片进行校准，这提供了“拨号”所需的所有设置和开关功能。

首席研究员、莫纳什大学阿瑟·洛厄里教授表示：“我们展示了一种自校准可编程光子滤波器芯片，自校准非常重要，因为它使可调谐光子集成电路广泛应用于多个领域，如根据颜色调换信号的光通信系统、运行速度极快的相关器、用于化学或生物分析甚至天文学领域的科学仪器等。”

洛厄里称，2020年该校开发出一种新型光学微通信芯片，构建了数据高速公路的多条通道，实现了当时最快的网速。而新面世的自校准芯片可成为这些数据高速公路的入口、出口匝道和桥梁，将这些通道连接起来，使更多数据能更快移动。

研究人员表示，这一最新突破有望加速人工智能的发展，并应用于多个现实领域，如能够及时解读周围环境的更安全的无人驾驶汽车、能更快速地诊断病情的人工智能，以及更小的光子网络交换机等。

【总编辑圈点】

这是一个有意思的比喻——高速公路的出入匝道和桥梁。匝道，在交通上属于引道，起衔接作用，辅助和引导车辆出入主道。如果没有引道，汽车直接冲上高速公路，非常危险且效率不高。数据的运行同样也是这个道理，有更多辅助设施，能让信息高速通道运行得更加顺畅。本文科研人员研发出了一种自校准光子芯片，它能使数据更快移动，让光子集成电路更方便快捷地用于更多领域，比如说无人驾驶、智慧医疗、自然语言处理等——这些都是智能时代非常重要的应用。