Пропускная способность современных центров обработки данных упирается в фундаментальное ограничение лазерных технологий. Один лазер — один поток информации через одно оптоволокно.
Группа ученых из Колумбийского университета (Columbia University, США) под руководством Михала Липсона обнаружила неожиданный эффект во время работы над лидаром. При увеличении мощности чип начал генерировать так называемую частотную гребенку. По сути, это множество лазерных лучей разных цветов, расположенных с математической точностью.
Каждый цвет такой «радуги» может нести отдельный поток данных. Вместо десятков отдельных лазеров теперь можно использовать один компактный чип.
Технология работает на основе промышленных многомодовых лазерных диодов. Такие диоды дают много света, но их луч постоянно «дрожит» и меняется. Инженеры нашли способ убрать эту нестабильность. Они применили специальный механизм синхронизации, который выстраивает хаотичные световые волны в стройный и предсказуемый луч.
Когда свет стабилизируется, чип преобразует его в набор четко разделенных цветовых компонентов. Этот набор получил название «частотная гребенка» — особый тип лазерного излучения, где каждый чистый цвет представляет собой отдельный канал связи. Получается мощный и эффективный источник света на чипе, который заменяет множество обычных лазеров.
Именно это свойство решает ключевую проблему. Современные системы передачи данных уже не справляются с запросами искусственного интеллекта. Используя частотную гребенку, инженеры могут передавать десятки параллельных сигналов по одному оптоволокну одновременно и без помех. Такой подход открывает прямой путь к ускорению обмена данными между процессорами и памятью в центрах обработки данных.
При этом технология подходит не только для вычислений. Такие чипы можно использовать в спектрометрах, квантовых устройствах и лидарах. Ключевое преимущество — миниатюризация. Лабораторные источники света теперь помещаются в чип, который можно разместить где угодно.
Разработчики подчеркивают: их решение сочетает промышленную надежность с научной точностью. В итоге получается устройство, которое может изменить подход к передаче данных в центрах обработки и не только.
