Harvardin John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciencesin (SEAS) tutkijat ovat kehittäneet uuden integroidun fotoniikan alustan, joka voi tallentaa valoa ja hallita sähköisesti sen taajuutta (väriä) integroidussa piirissä.
Alusta on saanut inspiraation keinotekoisista atomi- ja molekyylijärjestelmistä ja sillä voi olla laajaa valikoimaa sovelluksia, kuten fotonisen kvantti-informaation käsittely, optinen signaalinkäsittely ja mikroaaltofotoniikka.
Työssään tutkijat löysivät "fotonisen molekyylin", jolla on kaksi erillistä energiatasoa kytkettynä litium-niobaatti -pohjaisiin mikrorengasresonaattoreihin. Molekyyliä voidaan ohjata ulkoisella mikroaaltoherätteellä.
- Tämä on ensimmäinen kerta, kun mikroaaltoja on käytetty valon taajuuden siirtämiseen ohjelmoitavalla tavalla sirulle, sanoo entinen tutkijatohtori Mian Zhang, SEAS:n soveltavan fysiikan osastolta. Hän toimii nyt Harvardista poikineen startupin HyperLight Corporationin toimitusjohtajana.
- Monet kvanttifotoniikan ja klassisen optiikan sovellukset vaativat optisten taajuuksien siirtämistä, mikä on ollut vaikeaa. Osoitamme, että voimme paitsi muuttaa taajuutta hallittavalla tavalla, mutta myös tallentaa ja palauttaa valoa tarpeen mukaan, mikä ei ole aikaisemmin ollut mahdollista.
Jo aiemmin SEAS-tutkijat, professorinaan Marko Loncar, kehittivät tekniikan korkean suorituskyvyn optisten mikrorakenteiden valmistamiseksi käyttäen litium-niobaattia. Materiaalin sähköoptiset ominaisuudet ovat erittäin vahvat.
- Litium-niobaatin ainutlaatuiset ominaisuudet - pieni optinen hävikki ja vahva sähköoptinen epälineaarisuus – mahdollistavat dynaamisen valon hallinnan ohjelmoitavassa sähköoptisessa järjestelmässä. Tämä voi johtaa ohjelmoitavien suotimien kehittämiseen optisten ja mikroaaltosignaalien käsittelyssä. Tekniikalla löytynee sovelluksia radio- ja tähtitieteessä, tutkateknologiassa ja monessa muussa, toteaa tutkija Cheng Wang.
Seuraavaksi tutkijat pyrkivät kehittämään pienemmän hävikin optisia aaltoputkia ja mikroaaltopiirejä käyttäen samaa arkkitehtuuria. Tarkoitus on mahdollistaa entistä parempi tehokkuus ja saavuttaa lopulta kvanttiyhteys mikroaaltoisten ja optisten fotonien välillä.
- Mikroaaltojen ja optisten fotonien energiat eroavat viidellä suuruusluokalla, mutta järjestelmämme voisi mahdollisesti ylittää tämän aukon lähes 100 prosentin hyötysuhteella, yksi fotoni kerrallaan, toteaa Marco Loncar. - Tämä mahdollistaisi kvanttipilven realisoinnin eli hajautetun kvanttitietokoneiden verkon, joka on kytketty turvallisten optisten viestintäkanavien kautta.
Veijo Hänninen
Nanobittejä 29.1.2019
Autoteollisuus on siirtymässä yhä monimutkaisempiin ohjelmistopohjaisiin järjestelmiin, joissa virheetön ohjelmisto on elintärkeää turvallisuuden ja suorituskyvyn varmistamiseksi. Ohjelmiston laatu ja luotettavuus eivät ole enää vain valinnaisia ominaisuuksia, vaan kriittisiä vaatimuksia erityisesti autonomisessa ajamisessa, kehittyneissä kuljettajaa avustavissa järjestelmissä (ADAS) ja yhdistetyissä ajoneuvojärjestelmissä.
Kestävä digitaalinen infrastruktuuri on kriittinen, jotta tietoliikenneverkot voidaan tehokkaasti valjastaa tekoälyinnovaatioiden ja pilvipohjaisten palveluiden tarpeisiin. Tekoälyyn liittyvien datarikkaiden sovellusten lisääntyvä kysyntä edellyttää tietoliikenneverkkoa, joka kykenee käsittelemään suuria tietomääriä alhaisella viiveellä, kirjoittaa Orange Businessin kumppaniratkaisuista vastaava Carl Hansson.
Euroopan unioni ottaa merkittävän askeleen avaruusteknologian kehittämisessä allekirjoittamalla sopimuksen uuden IRIS²-satelliittijärjestelmän toteuttamisesta. Tämä 290 satelliitin verkko on suunniteltu vahvistamaan Euroopan itsenäisyyttä ja turvallista yhteydenpitoa.
Jotta voidaan vastata uuden teknologian vaatimuksiin ja pitää järjestelmät toimimassa ”kellon tavoin”, on aika harkita ajoitusratkaisuja uudelleen. Tässä kaksiosaisessa "Precision Timing" -artikkelissa opit, miksi mikroelektromekaanisiin järjestelmiin eli MEMS-komponentteihin perustuvat piiajoituslaitteet päihittävät kvartsin elektroniikkasuunnittelun uudella aikakaudella. 
Matalatehoisten langattomien ratkaisujen asiantuntija Nordic Semiconductor ja eSIM-ratkaisuja kehittävä Kigen ovat julkistaneet yhteistyön, joka sujuvoittaa massiivisten IoT-verkkojen käyttöönottoa. Yhdessä he esittelevät CES 2025 -messuilla ratkaisun, joka yhdistää Nordic Semiconductorin nRF9151-moduulin ja Kigenin SGP.32 IoT eSIM-teknologian sekä laitteiden hallinta-alustan.
