Predstavte si budúcnosť, kde internetové pripojenie nie je len bleskurýchle, ale aj mimoriadne spoľahlivé.
Dokonca aj v preplnených priestoroch. Vízia sa rýchlo stáva realitou vďaka novému výskumu terahertzových komunikačných technológií. Inovácie v tejto oblasti majú potenciál transformovať bezdrôtovú komunikáciu, najmä s príchodom ďalšej generácie sietí, 6G. V rámci výskumu vyvinuli vedci kremíkový topologický čip beamformera.
Topologický sa vzťahuje na fyzikálne vlastnosti kremíka, ktoré pomáhajú riadiť terahertzové vlny, a beamformer sa vzťahuje na účel čipu: formovanie terahertzových vĺn do usmernených lúčov. Terahertzové frekvencie sú kľúčové pre 6G, ktoré telekomunikačné spoločnosti plánujú zaviesť okolo roku 2030. Rádiofrekvenčné spektrum, ktoré využívajú súčasné bezdrôtové siete, je čoraz viac preťažené.
Tieto ponúkajú riešenie využitím relatívne neobsadenej časti elektromagnetického spektra medzi mikrovlnami a infračerveným žiarením. Vyššie frekvencie môžu prenášať obrovské množstvo dát, čo ich robí ideálnymi pre dátovo náročné aplikácie budúcnosti. Nový čip berie terahertzový signál z jedného zdroja a rozdeľuje ho na 54 čiastkových signálov, ktoré sú potom vedené cez 184 malých kanálov.
Každý lúč môže prenášať a prijímať dáta rýchlosťou 40 až 72 gigabitov za sekundu, čo je mnohonásobne rýchlejšie ako dnešné siete 5G. Tím z Univerzity Notre Dame du Lac pomocou umelej inteligencie navrhol čip tak, aby mal špecifický mikroskopický voštinový vzor na vytvorenie pruhov pre terahertzové vlny. Súbor kanálov vysiela silné, zaostrené lúče, ktoré pokrývajú celých 360 stupňov okolo čipu.
To umožňuje telefónu alebo inému bezdrôtovému zariadeniu kdekoľvek v okolí smerovača Wi-Fi alebo iného komunikačného zariadenia pomocou čipu prijímať vysokorýchlostný signál. Terahertzové vlny majú kratší dosah v porovnaní s nízkofrekvenčnými signálmi používanými v sieťach 4G a 5G. Tvarovače lúča riešia túto výzvu presným nasmerovaním vysokofrekvenčných signálov, aby sa zabezpečilo, že dosiahnu svoj cieľ bez straty alebo degradácie.
Na rozdiel od tradičných antén, ktoré vysielajú signály bez rozdielu, tvarovače lúča (teda beamformery) signály do špecifických smerov, čím zvyšujú efektivitu aj spoľahlivosť. Potenciálny dopad na každodenný život je obrovský. Tieto čipy by mohli umožniť sťahovanie 4K filmu s ultravysokým rozlíšením za pár sekúnd v porovnaní s 11 minútami cez dnešné Wi-Fi, alebo podporovať aplikácie virtuálnej a rozšírenej reality bez akéhokoľvek oneskorenia.
Okrem zábavy by mohli urobiť realitou holografickú komunikáciu v reálnom čase, kde sa ľudia javia ako živé hologramy. Inteligentné mestá by mohli využiť túto technológiu na bezproblémovú koordináciu dopravných systémov a zdravotná starostlivosť by mohla ťažiť z chirurgie na diaľku, kde lekári diaľkovo ovládajú robotické nástroje. Terahertzový tvarovač lúča predstavuje významný krok vpred na ceste k rýchlejšej a spoľahlivejšej bezdrôtovej komunikácii tým, že prekonáva výzvy prenosu vysokofrekvenčných signálov.
