attosecond-level synchronization of optoelectronics
- Diarienummer
- IS24-0075
- Projektledare
- Torres Company, Victor
- Start- och slutdatum
- 241101-271231
- Beviljat belopp
- 4 900 000 kr
- Förvaltande organisation
- Chalmers University of Technology
- Forskningsområde
- Informations-, kommunikations- och systemteknik
Summary
Moderna kommunikationssystem är beroende av elektronikens förmåga att generera och bearbeta signaler med terabit per sekund. Uppdelningen av datorresurser har förebådat en "mer än Moore"-era, där en gynnsam skalning av datorer är starkt beroende av förmågan att koppla ihop flera chipmoduler med minimal latens och energiförbrukning. Men den senaste elektroniken förlitar sig på klocksignaler från elektroniska oscillatorer, som har grundläggande begränsningar i jitter, bandbredd och strömförbrukning. Framsteg inom fotonisk integration och frekvenskammar i chipskala erbjuder nu potentialen att generera ultrarena kvantbegränsade klockor härledda från optiska referenser. Detta projekt kommer att undersöka genereringen av rena mikrovågssignaler och sub-fs timing jitter mikrokammar för synkronisering av elektronik. Detta projekt bygger på ett nytt partnerskap mellan forskargruppen för ultrasnabb fotonik vid Chalmers tekniska högskola (SE) och gruppen för ultraskala fotonisk kontroll och mätning vid KAIST (KR). Dessa grupper gör en synergisk ansträngning i sin förmåga att realisera mikrokammar i världsklass baserade på kiselnitrid med ultralåg förlust och experimentella metoder för att mäta timing-jitter med sub-fs-precision. Om det lyckas kommer detta projekt att ge en grund för realiseringen av skalbara datorarkitekturer i framtida hyperskala datacenter genom förverkligandet av bärbara, integrerade tidsfrekvensreferenser vid ultrahöga frekvenser.
Populärvetenskaplig beskrivning
Denna samarbetssatsning sammanför två internationellt erkända grupper och drar nytta av kompletterande synergier. Gruppen på Chalmers är världsberömd för sitt bidrag till frekvenskammar i chipsskala, medan gruppen på KAIST har banat väg för originaltekniker för karakterisering av exakta ultrasnabba lasrar. Tillämpningar som AI och maskininlärning flyttar en ökande mängd datorresurser till datacenter – stora datorfaciliteter för lagring, bearbetning och överföring av digital information. Dessa faciliteter drar fördel av uppdelning av datorresurser för att möjliggöra en "mer än Moore"-era. Att möjliggöra en effektiv skalning av kapacitet är en av de viktigaste utmaningarna inom informations- och kommunikationsteknik. Fotonik spelar en nyckelroll i datacenterarkitektur genom att möjliggöra höghastighetsinterconnectivity. I framtiden kommer flera integrerade lasrar med flera våglängder att möjliggöra en gynnsam och skalning av kapacitet. Detta projekt utforskar en fotonikteknik i chipsskala som heter mikrokam. Denna teknik har potential att 1. tända flera frekvenskanaler, och därigenom öka kapaciteten hos datacenteranslutningar och 2. härleda en ren mikrovågssignal från en koherent oscillator, och därigenom synkronisera flera elektroniska chips. Genom att kombinera ansträngningar kommer teamen att bedöma prestandan hos en begynnande chip-skala fotonikteknik för synkronisering på attosekundnivå av höghastighetselektronik. Om det lyckas kommer detta projekt att markera en avgörande förändring för realiseringen av skalbara datorarkitekturer i framtida hyperskala datacenter genom att realisera bärbara och utplacerbara tidsfrekvensreferenser vid ultrahöga bandbredder.