可编程光子集成电路处理用于计算、传感和信号传输的光波，其方式可进行编程以满足不同的要求。韩国大邱庆尚北科学技术研究所的研究人员与韩国科学技术院的合作者在将微机电系统整合到PPIC中取得了重大进展。
他们的研究已发布在《自然光子学》杂志上。
“可编程光子处理器有望超越传统的超级计算机，提供更快、更高效和大规模并行的计算能力，”DGIST 团队的 Sangyoon Han 说。他强调，除了使用光而不是电流来提高速度外，PPIC的功耗和尺寸的显着降低还可能导致人工智能、神经网络、量子计算和通信的重大进步。
微机电系统是这一新进步的核心，是微小的组件，可以相互转换光学、电子和机械变化，以执行集成电路所需的各种通信和机械功能。
研究人员认为，他们是第一个将硅基光子MEMS技术集成到PPIC芯片上的人，这些芯片以极低的功耗要求运行。
“我们的创新已将功耗大幅降低到飞瓦级，与以前的技术水平相比，这是一百万倍以上，”Han 说。该技术还可以构建在比现有选项小五倍的芯片上。
大幅降低功率需求的一个关键是摆脱了对目前使用的主流“热光”系统所需的温度变化的依赖。所需的微小机械运动由静电力提供动力，静电力是波动电荷之间的吸引力和排斥力。
集成在团队芯片上的组件可以操纵称为“相位”的光波特征，并控制不同平行波导之间的耦合，从而引导和约束光。这是构建PPIC的两个最基本要求。这些功能与微机械“执行器”相互作用，以完成可编程集成电路。
这一进步的关键是将创新概念应用于所需硅基部件的制造。至关重要的是，制造工艺可以与传统的硅晶圆技术一起使用。这使得它与商业应用所必需的光子芯片的大规模生产兼容。
该团队现在计划改进他们的技术，以构建和商业化一种光子计算机，该计算机将在各种应用中胜过传统的电子计算机。Han 说，具体用途的例子包括人工智能、高级图像处理和高带宽数据传输中的关键推理任务。
“我们期望继续突破计算技术的界限，进一步为光子学领域及其在现代技术中的实际应用做出贡献，”韩总结道。
