انتقال داده با سرعت ۳۸ ترابیت بر ثانیه با استفاده از تراشه فوتونیک

پژوهشگران دانشگاه فودان چین موفق به ساخت یک تراشه جدید فوتونیک با توانایی انتقال داده با سرعت ۳۸ ترابیت بر ثانیه شده‌اند که به‌جای استفاده از جریان الکتریسیته، داده‌ها را از طریق نور منتقل می‌کند.

به گزارش تک‌ناک، این اختراع که توسط رسانه دولتی Global Times گزارش شده است، می‌تواند نقطه آغازی برای ورود چین به عرصه تولید تراشه‌های نوری و عبور از محدودیت‌های فیزیکی الکترونیک سنتی باشد.

تراشه فوتونیک معرفی‌شده با عنوان «چندمسیره‌ساز مجتمع فوتونیک مرتبه بالا» (silicon photonic integrated high-order mode multiplexer chip) شناخته می‌شود. به زبان ساده، این تراشه نوعی multiplexer است؛ یعنی قطعه‌ای که چندین ورودی داده را دریافت می‌کند و از طریق یک خروجی واحد انتقال می‌دهد. این فناوری به‌ طور گسترده در سیستم‌های حافظه، ارتباطات داده‌ای و پردازش‌های پیشرفته کاربرد دارد.

ویژگی متمایز این تراشه فوتونیک در استفاده از نور به‌جای الکترون برای انتقال داده‌ها است؛ موضوعی که سرعت انتقال را افزایش و مصرف انرژی را کاهش می‌دهد. به گزارش دانشگاه فودان، این تراشه توانایی انتقال داده با سرعت ۳۸ ترابیت بر ثانیه را دارد؛ به‌گونه‌ای که می‌تواند ۴.۷۵ تریلیون پارامتر از یک مدل زبانی بزرگ (LLM) را در هر ثانیه جابه‌جا کند. این رقم، آن را به یکی از سریع‌ترین تراشه‌های فوتونیک جهان تبدیل می‌کند.

یکی از چالش‌های اصلی در توسعه تراشه‌های نوری، توانایی ارتباط مؤثر با فناوری‌های مبتنی بر CMOS است، که پایه بسیاری از تراشه‌های فعلی را تشکیل می‌دهد. تراشه جدید فودان توانسته است این مانع را پشت سر بگذارد و انتقال داده میان سیستم نوری و الکترونیکی را با تأخیر پایین امکان‌پذیر کند.

به گفته کارشناسان، این دستاورد می‌تواند راه را برای ادغام سیستم‌های فوتونیک در زیرساخت‌های فعلی الکترونیکی هموار کند؛ موضوعی که تا پیش از این، یکی از موانع اصلی در تجاری‌سازی تراشه‌های نوری بوده است.

هرچند گزارش این پیشرفت از سوی Global Times، رسانه وابسته به حزب کمونیست چین منتشر شده است، که پیش‌تر نیز به انتشار اطلاعات تأییدنشده متهم شده بود، اما منابع نزدیک به دانشگاه فودان اعلام کرده‌اند که یافته‌های این تحقیق برای داوری و انتشار به مجله معتبر Nature ارسال شده است. در صورت پذیرش این مقاله، اعتبار علمی این پیشرفت نیز تثبیت خواهد شد.

ما جی‌هوا، تحلیلگر صنعت مخابرات، در گفت‌وگویی با رسانه‌ها اعلام کرد: «تحقیقات روی تراشه‌های فوتونیک با سرعت در حال پیشرفت است. انتظار می‌رود که طی سه تا پنج سال آینده، شاهد شکوفایی کاربردهای عملی این فناوری باشیم.»

توسعه تراشه‌های فوتونیک یکی از داغ‌ترین رقابت‌ها در صنعت نیمه‌هادی‌ها محسوب می‌شود. در حال حاضر، شرکت‌هایی همچون انویدیا از سوئیچ‌های شبکه‌ای مبتنی بر فوتونیک استفاده می‌کنند، که می‌توانند داده‌ها را با سرعت ۴۰۰ ترابیت بر ثانیه میان خوشه‌های پردازشی جابه‌جا کنند. همچنین استارت‌آپ‌هایی مانند Lightmatter و Enosemi در حال توسعه فناوری‌های مشابهی هستند و به تازگی توسط شرکت‌هایی همچون AMD خریداری شده‌اند.

تحلیلگران هشدار می‌دهند که چین با سرمایه‌گذاری عظیم در پژوهش‌های مرتبط با فناوری‌های پسامور (Post-Moore’s Law)، به‌ویژه فوتونیک، در حال پیشی‌گرفتن از ایالات متحده است. در حال حاضر، خروجی پژوهشی چین در این حوزه بیش از دو برابر آمریکا است و این کشور سهم عمده‌ای از مقالات پراستناد در فناوری تراشه‌های نوین را به خود اختصاص داده است.

اگر یافته‌های دانشگاه فودان مورد تأیید نهادهای علمی مستقل قرار گیرد، چین گام بلندی در جهت تغییر بنیادین معماری تراشه‌ها برداشته است. در دنیایی که پردازش داده و هوش مصنوعی با سرعتی شگفت‌انگیز در حال رشد است، عبور از الکترون به فوتون، می‌تواند آینده محاسبات را دگرگون کند و چین، با این حرکت، خود را در مرکز این تحول قرار داده است.