超高速計算・通信技術のための光子クロックチップを開発 (Researchers Develop Photonic Clock Chip to Advance Ultra-fast Computing and Communication Technologies)

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2025-03-12 中国科学院(CAS)

北京大学と中国科学院の研究チームは、超高速コンピューティングと通信技術の分野で画期的なフォトニック・クロック・チップを開発した。このチップはオンチップ・マイクロコーム発振器を活用し、MHzから105GHzまでの広範な周波数帯で精密なタイミングを実現する。超高Q共振器マイクロコームと自己注入ロック技術を統合することで、統一された時間-周波数基準を確立し、多様なシステムの相互運用性を向上させた。実証実験では、5G/6Gおよびミリ波リモートセンシングを含むマルチバンドチップシステムが成功し、センチメートル精度のセンシングと256-QAM変調による高データ容量を達成。プロセッサのクロック周波数を100GHz以上に引き上げる可能性があり、通信・自動運転・エネルギー効率など多分野に影響を与えると期待される。

<関連情報>

マイクロコム同期光エレクトロニクス Microcomb-synchronized optoelectronics

Xiangpeng Zhang,Xuguang Zhang,Yujun Chen,Warren Jin,Zixuan Zhou,Chenyu Liu,Chenghao Lao,Jiahui Huang,Jingwen Dong,Weichao Ma,Weiwei Hu,Xingjun Wang,John E. Bowers,Wangzhe Li & Lin Chang
Nature Electronics  Published:25 February 2025
DOI:https://doi.org/10.1038/s41928-025-01349-7

Abstract

Optoelectronics could be used to develop fast and wideband information systems. However, the large frequency mismatch between optically synthesized signals and electronic clocks makes it difficult to synchronize optoelectronic systems. We describe an on-chip microcomb that can synthesize single-frequency and wideband signals covering a broad frequency band (from megahertz to hundreds of gigahertz) and that can provide reference clocks for the electronics in the system. Our synchronization strategy, which aligns optically synthesized signals and electronics, can provide signal manipulation precision and data transmission without coherent digital signal processing. To illustrate the capabilities of this approach, we create a wireless joint sensing and communication system based on a shared microcomb-based transmitter.

1600情報工学一般
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