使用人工智能加速的光子慢光技术探索400 Gbps/λ及以上的速度
Changhao Han1,2, Qipeng Yang1, Jun Qin3
1State Key Laboratory of Photonics and Communications, School of Electronics, Peking University, Beijing, China.
Nature communications
|July 16, 2025
概括
人工智能 (AI) 为超高速光学互连加速光子学. 这种人工智能驱动的慢光技术能够实现400 Gbps/λ的传输,克服了调制器的局限性.
科学领域:
- 光子学 是一个光子学.
- 光学通信是指光学通信.
- 人工智能的人工智能
背景情况:
- 光学提供具有成本效益的大型光学互连解决方案.
- 纯调制器面临效率带宽权衡和非线性扭曲,限制了超高速应用.
- 克服这些局限性对于下一代光学接口至关重要.
研究的目的:
- 开发人工智能加速的光子慢光技术,用于数据传输超过400 Gbps/λ.
- 为了证明光子系统的增强数据容量和传输速率.
- 探索人工智能的潜力,优化用于计算中心的光子设备.
主要方法:
- 利用人工神经网络 (ANN) 加快光子慢光技术.
- 设计并实施了一种8通道波长分割多重复合 (WDM) 慢光调制器芯片.
- 整合了热不敏感的结构,以保持稳定的性能.
- 展示了单车道400Gbps脉冲振幅调制与4级 (PAM-4) 传输.
主要成果:
- 使用8通道WDM芯片实现了3.2 Tbps的总数据容量.
- 实现了芯片上数据速率密度为1.6 Tb/s/mm2.
- 成功演示了单车道400Gbps的PAM-4传输.
- 展示了标准光子平台对先进光学接口的潜力.
结论:
- 人工智能加速慢光技术显著提高了光子传输速率.
- 开发的技术克服了调节器在超高速场景中的先前局限性.
- 这种方法为与AI和计算中心集成的光学接口的自我优化铺平了道路.
