💡 Алгоритм создал фотонные микросхемы, которые человек вряд ли бы спроектировал самостоятельно

Исследователи Harvard SEAS совместно с Институтом Макса Планка представили новый подход к разработке фотонных микросхем — устройств, в которых информацию передают не электроны, а фотоны. Именно такие технологии рассматриваются как одна из основ будущих телекоммуникаций, квантовых вычислений и инфраструктуры для искусственного интеллекта.

Вместо традиционного проектирования инженеры использовали метод обратного проектирования (inverse design). Сначала алгоритму задавали требуемую функцию — например, разделить свет по длинам волн, отсортировать световые моды или отразить свет. Затем компьютер самостоятельно подбирал структуру нанометрового масштаба, которая решает поставленную задачу.

Получившиеся компоненты оказались примерно в 500 раз компактнее традиционных аналогов. При этом алгоритм сразу учитывал ограничения коммерческого производства — минимальные размеры элементов и возможные производственные отклонения. Благодаря этому разработанные конструкции можно изготавливать на существующих полупроводниковых фабриках без создания новой технологической базы.

Авторы уже изготовили и протестировали три типа устройств: разделители длин волн, сортировщики пространственных мод и микрозеркала. Некоторые из зеркал отражали до 98,5% падающего света и могут использоваться для создания компактных оптических резонаторов на чипе.

Практическое значение работы выходит далеко за рамки фотоники. Исследование показывает, что алгоритмы начинают проектировать сложные аппаратные компоненты эффективнее традиционных инженерных подходов. Такой подход может ускорить разработку чипов для дата-центров, квантовых технологий и будущих систем искусственного интеллекта.

#Harvard #Гарвард #proharvard