Беспроводная оптическая связь может ускорить 6G и снизить энергопотребление

Ключевая проблема 6G: плотность, скорость и энергия

По мере перехода к 6G сети должны будут обслуживать значительно больше устройств и объёмов данных, включая не только смартфоны и ноутбуки, но и соединения между чиплетами внутри вычислительных систем, интеллектуальные офисные устройства и инфраструктуру дата-центров.

Профессор Малин Премаратне из Университета Монаш отметил, что традиционные беспроводные технологии сталкиваются с фундаментальными ограничениями в переполненных пространствах:

• межканальные помехи и деградация качества сигнала;
• рост энергопотребления и тепловыделения;
• сложность масштабирования и кабельной инфраструктуры.

Разработанный подход призван приблизить беспроводные соединения к «оптоволоконным» скоростям внутри помещений и вычислительных систем.

Оптические фазированные решётки

Команда исследователей предложила модульную архитектуру оптических фазированных решёток, основанную на принципах квантовой оптики. По словам профессора Таса Нирмалатаса из Университета Мельбурна, система использует гибкие перенастраиваемые блоки, которые:

• формируют узконаправленные лучи для точного наведения сигнала;
• подавляют помехи с помощью управления поляризацией;
• повышают энергетическую эффективность;
• масштабируются без полного перепроектирования сети.

Такая архитектура особенно важна для ультраширокополосных беспроводных систем следующего поколения.

Принцип «многие как один»

В основе метода лежит квантово-вдохновлённая концепция коллективного излучения. В квантовой оптике эффекты когерентности и суперизлучения позволяют множеству слабых источников вести себя как один мощный направленный излучатель.

Этот принцип «many-as-one» был перенесён в оптическую беспроводную связь. Он позволяет масштабируемо формировать лучи и создавать более устойчивые каналы передачи данных при высокой плотности устройств, что критично для 6G.

Потенциальные применения

Разработанная технология может применяться в:

• домашних и офисных сетях;
• высокоплотных IoT-средах;
• дата-центрах и вычислительных кластерах;
• внутрисистемных беспроводных соединениях между чиплетами и модулями.

Ожидаемый эффект — снижение энергопотребления и тепловыделения при одновременном росте пропускной способности.

Научно-технологический контекст

6G рассматривается не просто как эволюция мобильной связи, а как универсальная коммуникационная платформа для распределённых вычислений, ИИ-систем и киберфизических устройств. Квантово-вдохновлённые фотонные технологии могут стать одним из ключевых инструментов для преодоления ограничений классической радиочастотной передачи.

Если подход будет масштабируем в промышленном исполнении, он может ускорить переход к беспроводным вычислительным архитектурам, где оптика заменяет кабельные соединения внутри серверов и суперкомпьютеров.