光电周报|北大造全球首款超宽通信芯片;UCLA实现零能耗AI图像生成;量子处理器突破费米子纠错;霍普夫子光晶体问世

360影视 国产动漫 2025-08-30 00:23 2

摘要:北京大学王兴军教授团队联合香港城市大学在《自然》发表突破性研究,基于薄膜铌酸锂光子平台成功研制出全球首款超宽带光电融合无线通信芯片。该芯片采用集成光电振荡器(OEO)新架构,通过高Q值微环谐振器精准锁定振荡模式,实现了0.5GHz至115GHz近8个倍频程的全

一、
期刊名称: 《Nature》(自然)
期刊标题:Ultrabroadband on-chip photonics for full-spectrum wireless communications

北京大学王兴军教授团队联合香港城市大学在《自然》发表突破性研究,基于薄膜铌酸锂光子平台成功研制出全球首款超宽带光电融合无线通信芯片。该芯片采用集成光电振荡器(OEO)新架构,通过高Q值微环谐振器精准锁定振荡模式,实现了0.5GHz至115GHz近8个倍频程的全频段低噪声信号实时快速重构,突破传统电子器件单频段工作的限制。实验表明其支持大于120Gbps无线传输速率,全频段性能一致且高频无劣化,解决了6G太赫兹频段开发的核心难题。该技术兼具高频段大容量与低频段广覆盖优势,为AI原生网络提供动态可重构硬件基础,将推动从材料、器件到通信系统的全链条变革。

超宽带光电融合集成技术赋能超宽带泛在接入无线网络示意图


二、
期刊名称: 《Nature》(自然)
期刊标题:Optical generative models

加州大学洛杉矶分校研究团队在《自然》发表突破性研究,开发出一种基于光学扩散过程的AI图像生成器,其能耗几乎为零。该系统采用空间光调制器(SLM)将数字编码器生成的静电干扰模式刻录到激光束上,通过光学解码直接合成图像,完全规避了传统数字AI需数百万次计算的能耗瓶颈。实验证实该系统可生成与数字模型质量相当的人像、艺术风格图像,但能耗显著降低。这一光学生成模型为高能耗AI提供了可扩展的绿色替代方案,有望应用于虚拟现实、智能手机及可穿戴设备等领域,大幅减少AI生成内容的碳足迹。

基于多色光学生成模型的梵高风格彩色艺术品生成数值与实验结果,对比采用1000步迭代的教师数字扩散模型。


三、
期刊名称: 《Physical Review Letters》(物理评论快报)
期刊标题:Error-Corrected Fermionic Quantum Processors with Neutral Atoms

奥地利因斯布鲁克大学与奥地利科学院团队在《物理评论快报》发表研究,开发出专用于模拟费米子体系的新型量子处理器架构。该方案利用光学陷阱中的中性费米子原子(如电子、质子等)直接实现费米子的本征特性(包括泡利不相容原理),并通过创新性引入"费米子参考系"解决了固定粒子数系统中的纠错难题——通过参考系与处理器间的受控粒子交换,实现了不同粒子数的有效叠加,从而克服了传统纠错方法在原子系统中的局限。研究表明,该架构可高效识别并修正相位错误,将错误概率降低一个数量级,成功构建了容错计算的基本模块。这一成果为利用现有技术构建高精度、可扩展的费米子量子计算机铺平道路,有望推动化学与材料科学领域复杂量子系统的精准模拟。

纠错费米子量子处理器。来源:AI生成


四、
期刊名称: 《Physical Review Letters》(物理评论快报)
期刊标题:Space-Time Optical Hopfion Crystals

新加坡与日本联合研究团队在《物理评论快报》发表突破性研究,首次实现霍普夫子(hopfions)时空晶格的有序排列。该技术利用双色激光束构建具有特定偏振态和空间模式的赝自旋场,通过周期性拍频驱动三维拓扑准粒子形成在时间与空间上同步重复的晶体结构。研究团队成功创建了具有可变拓扑强度和高阶结构的霍普夫子阵列,其拓扑质量在每个周期内保持稳定,并可通过调整波长实现拓扑符号反转。这一突破克服了传统光学霍普夫子仅能作为孤立物体存在的局限,为开发高维编码系统、鲁棒通信和新型光-物质相互作用提供了全新平台,标志着"时空霍普夫子晶体"的诞生,有望推动太赫兹与微波领域拓扑信息处理技术的发展。


来源:光电查

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