Учёные из Москвы создали ключевой элемент для фотонных схем будущего — тех, что будут работать в сетях 6G и нейросетях нового поколения. Их разработка позволяет проводить вычисления «на лету», без лишних трат энергии и без необходимости хранить промежуточные данные. Результаты опубликованы в журнале Optical Materials.
Чтобы понять масштаб, стоит вспомнить: между микроволнами, которыми пользуются наши смартфоны, и инфракрасным излучением, применяемым в пультах, существует область сверхвысоких частот — субтерагерцовый диапазон. Именно в нём, по прогнозам, будут работать устройства 6G, обеспечивая фантастическую скорость передачи данных.
Команда из МИЭТ, МПГУ, МИСИС и НПК «Технологический центр» разработала уникальный элемент — энергонезависимый аттенюатор. Он способен управлять мощностью сигнала в субтерагерцовом диапазоне и может стать основой для систем, где данные обрабатываются сразу в процессе передачи, без лишних преобразований. Это не только ускорит работу устройств, но и снизит их стоимость.
По словам ведущего исследователя Сергея Селиверстова, принцип работы устройства похож на то, как нейронная сеть «перемножает» и складывает данные. В обычных вычислениях это требует энергии и памяти, а здесь — всё происходит внутри фотонной схемы.
Главный секрет — в материале. Учёные использовали соединение германий–сурьма–теллур (GST), известное своей способностью менять свойства под воздействием температуры. Этот материал уже применяется в оптических устройствах, но теперь доказано, что он прекрасно работает и в субтерагерцовом диапазоне.
В экспериментах оказалось, что между двумя состояниями материала — аморфным и кристаллическим — существует огромная разница в поглощении сигнала. Это открывает путь к новым фотонным микросхемам, способным передавать и обрабатывать информацию с невероятной скоростью.
Разработчики уверены: сочетание таких элементов с искусственным интеллектом сделает 6G не просто быстрее, а умнее. Сети смогут сами оптимизировать трафик, предсказывать ошибки и перераспределять ресурсы в реальном времени.
Сейчас команда работает над адаптацией технологии для промышленного производства. По сути, это первый шаг к созданию нового поколения вычислительных устройств — тех, что не ждут данных, а думают мгновенно.
