Ученые из США первыми разработали и продемонстрировали в действии фотонный цифро-аналоговый преобразователь, не выходящий за рамки оптических технологий. Такие устройства могут повысить производительность процессоров нового поколения для дата-центров, сетей 6G, искусственного интеллекта и многого другого.

Современные оптические сети, обеспечивающие передачу большей части мирового потока данных, а также многие датчики требуют преобразования сигналов из аналогового в дискретный код цифрового формата. Эти незаменимые устройства используются в обработке сигналов и широкополосной телекоммуникации.

Фотонные системы выгодно отличаются высокой пропускной способностью и низкой задержкой. Фотонные цифро-аналоговые преобразователи (ЦАП) могли бы обеспечить гладкую конверсию сигнала с высокой энергоэффективностью и небольшим временем задержки, но часто требуют громоздких компонентов и электрооптических трансформаций, снижающих производительность, пишет Science Daily.

Специалисты из Университета им. Джорджа Вашингтона и Калифорнийского университета создали цифро-аналоговый преобразователь на основе платформы фотонного микрочипа. Этот ЦАП не требует преобразования оптического сигнала в электрический, демонстрируя тем самым возможность удовлетворения самых высоких требований обработки данных.

Ученые разработали концепцию когерентного параллельного фотонного ЦАП, а также создали 4-битный экспериментальный прототип, способный проводить задуманные преобразования. Новая парадигма обеспечивает выдающуюся эффективность дискретизации и небольшой размер около 1 мм² в 8-битной реализации.

«Мы обнаружили способ плавно соединить разрыв между этими двумя мирами, аналоговым и цифровым, — сказал профессор Волкер Соргер, ведущий разработчик. — Это устройство — ключевая стартовая площадка для систем обработки данных нового поколения».