S hitrim napredkom umetne inteligence in visoko{0}}zmogljivega računalništva globalni podatkovni promet doživlja eksplozivno rast, kar predstavlja izzive brez primere za hitrost prenosa informacij in energetsko učinkovitost v podatkovnih centrih. Tradicionalne optične komunikacijske tehnologije se soočajo z ozkimi grli pasovne širine in ovirami porabe energije, kar nujno zahteva razvoj nove generacije visoko-hitrostnih, učinkovitih in visoko integriranih tehnologij za optično povezovanje. Optični frekvenčni glavniki, ki lahko hkrati generirajo več fazno-zaklenjenih valovnih dolžin za vzporedni prenos podatkov, veljajo za motečo rešitev teh izzivov. Vendar pa je doseganje praktičnih optičnih frekvenčnih glavnikov z ultra-široko pasovno širino, ultra-visoko temperaturno stabilnostjo in ultra-dolgo življenjsko dobo delovanja ostalo velik izziv industrije.
Pred kratkim je raziskovalna skupina, ki jo vodi profesor Chen Siming z Inštituta za polprevodnike Kitajske akademije znanosti, v sodelovanju s Huisi Optoelectronics Tehnološko univerzo Shenzhen in Nacionalnim inovacijskim centrom za informacijsko optoelektroniko dosegla preboj v visoko{0}}hitrostnem načinu kvantne pike-tehnologiji zaklenjenega optičnega frekvenčnega glavnika za optične komunikacije. Z inovativnimi so-tehnikami dopinga za polprevodniške materiale s kvantnimi pikami in shemami zaklepanja -impulznega načina-pri trčenju je ekipa uspešno razvila 100 GHz optično frekvenčni glavni laser s kvantnimi pikami, ki lahko stabilno deluje pri ekstremnih temperaturah do 140 stopinj. Ta naprava dosega preboje pri delovni temperaturi, prenosni zmogljivosti in zanesljivosti ter zagotavlja kritično rešitev svetlobnega vira za prihodnje optične povezave na ravni Tbps-.
Raziskava prikazuje izjemne celovite meritve zmogljivosti: pri sobni temperaturi (25 stopinj) laser doseže 3dB optično pasovno širino 14,312 nm, ki lahko ustvari 26 kanalov. Vsak kanal lahko prenaša 128 Gb/s PAM-4 moduliran signal. Naprava vzdržuje stabilen način-zaklepanja do 140 stopinj. Pri 85 stopinjah -industrijske-visoke{15}}temperaturne standardne ključne meritve zmogljivosti kažejo zanemarljivo poslabšanje in podpirajo stabilno delovanje 22 kanalov za skupno prepustnost podatkov 2,816 Tb/s. Hkrati je njegova poraba energije na preneseni bit le 0,394 pJ pri 25 stopinjah in 0,532 pJ pri 85 stopinjah. Preskusi pospešenega staranja, ki presegajo 1500 ur pri 85 stopinjah, kažejo srednji čas do okvare (MTTF) 207 let, kar v celoti izpolnjuje stroge zahteve komercialne uporabe.
To delo ne le eksperimentalno prikazuje izvedljivost hkratnega doseganja ultra-širokopasovnih, ultra-visokih-temperatur, ultra-dolge-življenjske dobe in visoke-integracije optičnih frekvenčnih glavnikov s kvantnimi pikami na enem samem čipu, ampak tudi zagotavlja zmogljivo, stroškovno-učinkovito pot implementacije svetlobnega vira za optične sisteme medsebojnega povezovanja v podatkovnih centrih naslednje{7}}generacije in računalniških grozdih z umetno inteligenco.
