Создает «радужный лазер». Новый мини-чип может ускорить работу дата-центров и ИИ

Рост объемов данных, особенно из-за развития искусственного интеллекта, перегружает даже современные волоконно-оптические сети. Большинство дата-центров сейчас используют лазеры только с одной длиной волны, а значит — один волоконный кабель может передавать только один поток информации.

Новый чип позволяет передавать десятки потоков данных одновременно через один оптоволоконный кабель. Это делает систему значительно быстрее и эффективнее.

Команда под руководством профессора Михал Липсон создала устройство, генерирующее так называемые частотные гребни (frequency combs) — свет, который состоит из многих точно отделенных цветов. Каждый цвет может нести отдельный поток информации.

Идея возникла случайно. Во время испытаний мощных лазерных чипов для улучшения LiDAR-технологий ученые заметили необычный эффект.

«Когда мы увеличивали мощность, чип начал создавать то, что мы называем частотным гребнем», — рассказал бывший исследователь лаборатории Андрес Гил-Молина.

Раньше для создания такого света требовалось дорогостоящее и громоздкое оборудование. Теперь все это помещается на одном чипе.

«Эта технология заменяет целые стеллажи из отдельных лазеров одним компактным устройством. Это снижает затраты, экономит место и позволяет создавать более быстрые и энергоэффективные системы», — пояснил Гил-Молина, который сейчас работает инженером в компании Xscape Photonics.

Основой стал многомодовый лазер — мощный, но нестабильный источник света. Интегрировать его на чип было непросто.

«Мы использовали специальный механизм блокировки, чтобы „очистить“ этот мощный, но очень шумный свет», — сказал Гил-Молина.

После очистки луч становится стабильным. Оптические свойства чипа автоматически разделяют его на равноудаленные цвета, создавая чистый частотный гребень.

Частотные гребни позволяют одновременно передавать много потоков информации по одному кабелю. Это особенно важно для дата-центров, которые обслуживают большие модели искусственного интеллекта.

Технологию также можно применить в других отраслях — от компактных спектрометров и квантовых устройств до оптических часов и усовершенствованных систем LiDAR.

«Это способ перенести лабораторные источники света в реальные устройства», — добавил Гил-Молина.