Topologiset eristeet ovat mullistava materiaaliluokka: varautuneet hiukkaset voivat virrata vapaasti sen reunoilla ja kulkea vikoja kiertäen, mutta eivät pääse sisätilojen läpi. Pennsylvanian yliopiston johdolla tutkijat ovat kehittäneet fotoripiirin topologisen eristeen avulla.
Fotonisirut lupaavat parempia datansiirtonopeuksia, mutta niiden rakentamiseen tarvittavat komponentit ovat huomattavasti suurempia kuin elektroniset vastineensa. Fotoninen topologinen eriste, jonka reunat voidaan määritellä uudelleen lennossa, auttaisi kuitenkin ratkaisemaan koko-ongelmaa. Mahdollisuus reitittää topologista mosaiikkia tarkoittaa, että materiaalin molempia tiloja voidaan käyttää datalinkkien tehokkaaseen rakentamiseen.
- Tällä voi olla melkoinen vaikutus tiedonsiirron suuren kapasiteetin sovelluksiin, kuten 5G- tai jopa 6G-matkapuhelinverkkoihin, toteaa apulaisprofessori Liang Feng.
- Mielestämme tämä saattaa olla topologisten eristeiden ensimmäinen käytännöllinen sovellus, hän sanoo.
Kehitetty fotonisiru muodostuu soikeiden renkaiden mosaiikista. "Pumppaamalla" sirua ulkoisella laserilla, joka on suunnattu muuttamaan yksittäisten renkaiden fotonisia ominaisuuksia, tutkija kykenivät muuttamaan aaltojohteen rajoja.
Tuloksena on uudelleen konfiguroitava topologinen eriste. Vaihtamalla pumppauskuvioita eri suuntiin ajettavat fotonit voidaan reitittää eri reiteille, jolloin useidenkin datapakettien fotonit voivat kulkea sirun läpi samanaikaisesti.
- Voimme määrittää reunat siten, että fotonit voivat siirtyä mistä tahansa tuloportista mihin tahansa lähtöporttiin tai jopa useaan ulostuloon kerrallaan. Tämä tarkoittaa, että porttien ja jalanjälkien suhde on vähintään kaksi suuruusluokkaa suurempi kuin nykytekniikan mukaisilla fotonisilla reitittimillä ja kytkimillä.
Lisäksi järjestelmä sietää myös odottamattomia vikoja. Jos esimerkiksi yksi renkaista on vaurioitunut pölystä tai roskasta, tämä vaurio tekee vain uuden sarjan reunoja, joita pitkin fotoneita voidaan siirtää.
Koska järjestelmä vaatii sirun ulkopuolisen laserlähteen aaltoputkien muodon määrittelemiseksi uudelleen, järjestelmä ei ole vielä riittävän pieni käyttökelpoiseksi datakeskuksissa tai muissa kaupallisissa sovelluksissa.
Veijo Hänninen
Nanobittejä 24.9.2019
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.
