Analyysi älykkään nanofotoniikan nykytilasta

Jotta älykäs fotoniikka muuttuisi todelliseksi teknologiaksi, sen teoreettinen viitekehys, valmistus ja toiminta ovat edelleen vakavia haasteita, joihin on vastattava, jotta varmistetaan niiden monipuolisuus ja luotettavuus sekä alennetaan valmistuskustannuksia.

Näiden ongelmien ratkaiseminen edellyttää asiantuntemuksen yhdistämistä eri osa-alueilta, mukaan lukien koneoppiminen, materiaalitiede ja optiikkasuunnittelu.

Tässä yhteydessä Shenzhenin Harbin Institute of Technologyn tutkijaryhmä, jota johtavat professorit Jingtian Hu, Shumin Xiao ja Qinghai Song, tarjoavat kattavan ja syvällisen analyysin älykkään fotoniikan nykytilasta, joka syntyy syväoppimisen ja nanofotoniikan risteyksestä.

Eräitä tämän katsauksen kohokohtia ovat:

(1) Laajamittaiset optiset verkot nopeaan ja energiatehokkaaseen laskentaan

Optinen laskenta on käyttökelpoinen ratkaisu olemassa olevien neuroverkkojen nopeuden ja energiatehokkuuden kiireellisiin ongelmiin, jotka johtuvat niiden nopeasta koon kasvusta. Puitteet, jotka voivat integroida nämä optiset neuroverkot olemassa oleviin laskenta-alustoihin, puuttuvat kuitenkin edelleen, mutta se vaatii sekä algoritmisia että laitteistotason innovaatioita. Kirjoittajat analysoivat perusteellisesti optisten neuroverkkojen haasteita ja mahdollisuuksia tulla todelliseksi teknologiaksi energiatehokkaalle keskitetylle laskennalle, mikä edistää tekoälyteollisuuden kestävyyttä.

(2) Anturilaskennan integrointi reunalaitteisiin

Toinen diffraktiivisiin ja metapintoihin perustuvien neuroverkkojen keskeinen etu on niiden suora pääsy kaikkiin fotonin vapausasteisiin, mukaan lukien vaihe, polarisaatio ja kiertoradan kulmamomentti. Tämä ominaisuus tekee niistä poikkeuksellisen tehokkaita tunnistus- ja kuvantamistehtävissä suorittaen samalla tarvittavaa laskentaa signaalien kanssa.

Kirjoittajat keskustelevat yksityiskohtaisesti siitä, kuinka tämä anturi-laskennan integraatio voi täysin muuttaa optoelektronisten laitteiden suunnittelu- ja toimintaperiaatteet ja sen vaikutuksen sovelluksiin, kuten anturiin, konenäköön ja tietoliikenteeseen.

(3) Vaikutukset ja seuraukset tekoälyteknologian teknologiseen maisemaan

Metaversesta esineiden internetiin kirjoittajat odottavat älykkään fotoniikan olevan olennainen osa näissä futuristisissa teknologioissa, joilla on ainutlaatuinen kyky toteuttaa erilaisia toimintoja kompaktissa suunnittelussa. Suunnittelemalla älykkään fotoniikan teknologista maisemaa, tämä katsaus pyrkii kuromaan umpeen tiedemaailman ja teollisuuden välistä kuilua inspiroimaan yhteistyötä, joka todella edistää näitä transformatiivisia teknologioita.

Yhteenvetona voidaan todeta, että tämä katsaus tarjoaa perusteellisen selvityksen älykkään fotoniikan viimeaikaisista edistysaskeleista, mikä korostaa tämän monitieteisen alan muutospotentiaalia.

Aiheesta aiemmin:

Pikofotoniikan synty: Kohti aikakidemateriaaleja

Lisää puhtia nanofotoniikalle

Yhdistelmä spintroniikkaa ja nanofotoniikkaa