Fotonisiru ilman litografiaa

Pennsylvanian yliopiston tekniikan ja ammattikorkeakoulun tutkijat ovat luoneet fotonipiirin, joka tarjoaa ohjelmoitavan sirutason tiedonkäsittelyn ilman litografiaa.

Professori Liang Feng sekä tohtoriopiskelija Tianwei Wu tohtorintutkijat Zihe Gao ja Marco Menarini esittelivät mikrosirun

"Erityisesti koneoppimissovelluksiin tarkoitetut fotoniset sirut kohtaavat monimutkaisen valmistusprosessin esteitä, kuten kiinteä litografinen kuviointi, rajoitettu uudelleenohjelmoitavuus, alttius virheille tai vaurioille ja kalleus", Feng luettelee.

”Poistamalla litografian tarpeen luomme uuden paradigman. Sirumme voittaa nämä esteet ja tarjoaa paremman tarkkuuden ja äärimmäisen uudelleenkonfiguroitavuuden, koska ennalta määritetyistä ominaisuuksista on poistettu kaikenlaiset rajoitukset.

Ehkä vaikuttavinta on, että litografian puute tekee mikrosirun uudelleen ohjelmoitaviksi ja siihen pystyy räätälöimään laservalukuvioita optimaalisen suorituskyvyn saavuttamiseksi, olipa tehtävä yksinkertainen (vähän syöttöä, pienet tietojoukot) tai monimutkainen (paljon syöttöä, suuret tietojoukot)."

"Täällä on jotain uskomattoman yksinkertaista", Wu sanoo. ”Voimme rakentaa ja käyttää sitä erittäin nopeasti. Voimme integroida sen helposti klassiseen elektroniikkaan. Ja voimme ohjelmoida sen uudelleen muuttamalla laserkuvioita lennossa saavuttaaksemme reaaliaikaisen uudelleenkonfiguroitavan tietojenkäsittelyn AI-verkon sirulla harjoittelua varten."

"Mielenkiintoisinta", sanoo Menarini, "on se, kuinka hallitsemme valoa. Perinteiset fotonisirut ovat passiiviseen materiaaliin perustuvia tekniikoita, mikä tarkoittaa, että sen materiaali sirottaa ja heiluttaa valoa edestakaisin. Meidän materiaali on aktiivista. Pumppaava valonsäde muokkaa materiaalia siten, että signaalisäteen saapuessa se voi vapauttaa energiaa ja lisätä signaalien amplitudia.

"Tämä aktiivinen luonto on avain tähän tieteeseen ja ratkaisu, jota tarvitaan litografiattoman teknologiamme saavuttamiseen", Gao lisää. "Voimme käyttää sitä optisten signaalien uudelleenreitittämiseen ja optisen tiedonkäsittelyn ohjelmoimiseen sirulle."

Feng vertaa tekniikkaa taiteelliseen työkaluun, kynään kuvien piirtämiseen tyhjälle sivulle.

"Se, mitä olemme saavuttaneet, on täsmälleen sama: valon pumppaus on kynämme, jolla piirretään fotoninen laskennallinen verkko (kuva) kuvioimattoman puolijohdekiekon palalle (tyhjälle sivulle)."

Mutta toisin kuin lähtemättömät musteviivat, näitä valonsäteitä voidaan piirtää ja piirtää uudelleen, ja niiden kuviot jäljittelevät lukemattomia polkuja tulevaisuuteen. "

Aiheesta aiemmin:

Polarisaatiota hyödyntävä fotoninen prosessori

Fotoninen MEMS-kytkin kaupallistuu