ШІ створив мікросхеми з компонентами, зменшеними у 500 разів

Штучний інтелект починає суттєво впливати на проєктування мікросхем. Науковці досягли 500-кратного зменшення розмірів трьох компонентів, які використовуються у фотонних мікросхемах, що дозволяє звільнити значно більше простору на кристалі для інших функцій. Це стало можливим завдяки алгоритму ШІ.

Фотонні мікросхеми передають інформацію за допомогою фотонів замість електронів, що забезпечує високу швидкість, велику пропускну здатність і менші теплові втрати. Такі чіпи вже застосовуються або вивчаються для оптоволоконного зв'язку, центрів обробки даних, систем штучного інтелекту, лідара та квантових обчислень.

Замість того щоб удосконалювати існуючі конструкції, дослідники задали алгоритму лише технічні вимоги: що має робити кожен компонент і яких технологічних обмежень слід дотримуватися. ШІ перебрав тисячі варіантів, поки не знайшов структури, здатні керувати світлом необхідним чином. У результаті було створено три типи компонентів: сепаратор довжин хвиль, сортувальник просторових мод і дзеркала для спрямування світла.

Сепаратор має розмір приблизно 5 мікрометрів, що можна порівняти з бактерією, а довжина дзеркал становить близько 11 мікрометрів. Дзеркала відбивали до 98,5% падаючого світла і дозволяли світлу відбиватися понад 100 разів між двома поверхнями, перш ніж воно зникало. Для зменшення втрат світла та точнішого контролю над довжинами хвиль використовувався відносно товстий шар нітриду кремнію — від 400 до 800 нанометрів.

Поки що ці три компоненти продемонстровані окремо. Наступним етапом стане їхня інтеграція в повноцінну оптичну схему. Це дослідження демонструє, як ШІ може прискорити інновації в мікроелектроніці, зменшуючи розміри компонентів і підвищуючи ефективність майбутніх пристроїв.