2月28日消息,北京大學常林研究團隊與中國科學院空天信息創新研究院合作,成功開發出世界首款光子時鐘芯片,可將芯片上的時間調控速度提升100倍。
這一成果可極大提升未來智能計算、6G通信、空天遙感等一系列現實應用的性能。
據介紹,傳統芯片依靠電子振蕩器產生時鐘信號,獲得高速信息處理能力,但功耗、發熱都很高,而且一顆只能產生一定頻率范圍內的時鐘,不同應用就需要完全不同的芯片。
此次開發的光子芯片技術,通過光子產生時鐘信號,比電子時鐘快得多。
其中的關鍵在于對“光頻梳”技術進行“改造”,而這一技術在過去依賴昂貴的進口設備,一臺售價幾百萬元。
新成果成功實現了“光頻梳”技術的芯片化,通過在芯片上構建類似于跑道形狀的環,讓光在其中飛奔。
光每跑一圈的時間,作為片上時鐘的標準,通常只有幾十億分之一秒,因此光子時鐘能以超高速進行時間調控。
實驗發現,只需一顆光子時鐘芯片,就可以覆蓋所有微波頻段的時鐘,因此可以支持從5G到6G,甚至更高速的手機通信,不再需要每升級一次通信方案,就得換終端。
這一技術的另一個重要應用,就是提升計算的主頻,目前的CPU、GPU等一般只有2-6GHz,而光子時鐘芯片已經實現超過100GHz!