Amb el ràpid avenç de la intel·ligència artificial i la informàtica d'alt{0}}rendiment, el trànsit de dades global està experimentant un creixement explosiu, que suposa reptes sense precedents tant per a la velocitat de transmissió d'informació com per a l'eficiència energètica als centres de dades. Les tecnologies tradicionals de comunicació òptica s'enfronten a colls d'ample de banda i barreres de consum d'energia, la qual cosa requereix urgentment el desenvolupament d'una nova generació de tecnologies d'interconnexió òptica d'alta-velocitat, eficients i altament integrades. Les pintes de freqüència òptica, capaços de generar simultàniament diverses longituds d'ona-bloquejades en fase per a la transmissió de dades en paral·lel, es consideren una solució disruptiva per a aquests reptes. No obstant això, aconseguir fonts pràctiques de pinta de freqüència òptica amb una amplada de banda ultra{-amplia, una estabilitat a temperatures ultra-elevades i una vida operativa ultra-llarga ha continuat sent un gran repte del sector.
Recentment, un equip de recerca dirigit pel professor Chen Siming de l'Institut de Semiconductors de l'Acadèmia Xinesa de Ciències, en col·laboració amb Huisi Optoelectronics, la Universitat Tecnològica de Shenzhen i el Centre Nacional d'Innovació en Optoelectrònica de la Informació, va aconseguir un avenç en el mode de punt quàntic d'alta velocitat-per a la tecnologia de comunicacions òptiques de freqüència bloquejada. Mitjançant tècniques innovadores de co-dopatge per a materials de punt quàntic semiconductors i esquemes de bloqueig-mode de pols-de col·lisió, l'equip va desenvolupar amb èxit un làser de pentina de freqüència òptica de punt quàntic de 100 GHz capaç de funcionar de manera estable a temperatures extremes de fins a 140 graus. Aquest dispositiu aconsegueix avenços en la temperatura de funcionament, la capacitat de transmissió i la fiabilitat, proporcionant una solució de font de llum crítica per a futures interconnexions òptiques de nivell-Tbps.
La investigació demostra unes mètriques de rendiment integrals excepcionals: a temperatura ambient (25 graus), el làser aconsegueix una amplada de banda òptica de 3 dB de 14,312 nm, capaç de generar 26 canals. Cada canal pot transportar un senyal modulat PAM-4 de 128 Gb/s. El dispositiu manté el mode estable-bloquejant fins a 140 graus . A 85 graus -un estàndard-de grau industrial d'alta-temperatura, les seves mètriques de rendiment clau mostren una degradació insignificant, donant suport al funcionament estable de 22 canals per a un rendiment total de dades de 2,816 Tb/s. Simultàniament, el seu consum d'energia per bit transmès és tan baix com 0,394 pJ a 25 graus i 0,532 pJ a 85 graus. Les proves d'envelliment accelerat que superen les 1.500 hores a 85 graus indiquen un temps mitjà fins al fracàs (MTTF) de 207 anys, complint totalment els estrictes requisits d'aplicació comercial.
Aquest treball no només demostra experimentalment la viabilitat d'aconseguir simultàniament pintes de freqüència òptica de punt quàntic de punt quàntic en un sol xip, sinó que també proporciona una ruta d'implementació de sistemes de font de llum potent i rendible per a la interconnexió de sistemes de llum òptica. centres de dades de propera{{7}generació i clústers de computació d'intel·ligència artificial.
