Un gruppo di ricerca ha recentemente svelato un microchip fotonico a microonde che promette di rivoluzionare il mondo dell’elaborazione dei segnali elettronici analogici. Questo chip, sviluppato dal team guidato dal Professor Wang Cheng del Dipartimento di Ingegneria Elettrica presso la City University di Hong Kong, è in grado di eseguire operazioni di elaborazione e calcolo ultra-rapide utilizzando l’ottica, con una velocità mille volte superiore e un’efficienza energetica maggiore rispetto ai processori esistenti.
Applicazioni e potenzialità del nuovo microchip
Il microchip ha un’ampia gamma di applicazioni, che vanno dai sistemi di comunicazione wireless 5/6G, ai sistemi radar ad alta risoluzione, all’intelligenza artificiale, alla visione artificiale e all’elaborazione di immagini e video. La ricerca, pubblicata sulla prestigiosa rivista scientifica Nature, è stata realizzata in collaborazione con la Chinese University di Hong Kong.
Superare le sfide della comunicazione moderna
L’espansione rapida delle reti wireless, dell’Internet delle Cose e dei servizi basati sul cloud ha posto notevoli esigenze sui sistemi di radiofrequenza sottostanti. La tecnologia fotonica a microonde (MWP), che utilizza componenti ottici per la generazione, trasmissione e manipolazione dei segnali a microonde, offre soluzioni efficaci a queste sfide. Tuttavia, i sistemi MWP integrati hanno avuto difficoltà a raggiungere contemporaneamente un’elaborazione del segnale analogico ad altissima velocità con integrazione su scala di chip, alta fedeltà e basso consumo energetico.
Il ruolo del niobato di litio nella fotonica
Il team di ricerca si è dedicato allo studio della piattaforma fotonica integrata in niobato di litio (LN) per diversi anni. Nel 2018, i colleghi dell’Università di Harvard e dei laboratori Nokia Bell hanno sviluppato i primi modulatori elettro-ottici integrati compatibili con CMOS sulla piattaforma LN, gettando le basi per l’attuale svolta nella ricerca. Il LN è definito come il “silicio della fotonica” per la sua importanza nella fotonica, paragonabile al silicio nella microelettronica.
Un nuovo campo di ricerca
Il loro lavoro ha aperto un nuovo campo di ricerca, ovvero la fotonica a microonde LN, che consente chip fotonici a microonde di dimensioni compatte, alta fedeltà del segnale e bassa latenza; rappresenta inoltre un motore di elaborazione e calcolo elettronico analogico su scala di chip.
