光學無線技術可能不再有任何障礙。米蘭理工大學與比薩圣安娜高等學院、格拉斯哥大學和斯坦福大學共同進行的一項研究使創建光子芯片成為可能，該芯片可以通過數學計算出光的最佳形狀，以最好地穿過任何環境，甚至是未知或隨時間變化的環境。該研究成果發表在《自然·光子學》上。

眾所周知，光對任何形式的障礙物都很敏感，即使是極小的障礙物。例如，當我們透過磨砂玻璃或只是當我們的眼鏡起霧時，我們如何看到物體。這種效應在光無線系統中攜帶數據流的光束上非常相似：信息雖然仍然存在，但完全被扭曲，極難檢索。

這項研究中開發的設備是作為智能收發器的小型硅芯片：它們成對工作，可以自動獨立地“計算”光束需要什么形狀才能以最大效率通過一般環境。不僅如此，它們還可以產生多個重疊的光束，每個都有自己的形狀，并且可以在不相互干擾的情況下引導它們；通過這種方式，傳輸容量顯著增加，正如下一代無線系統所要求的那樣。

米蘭理工大學光子器件實驗室主任Francesco Morichetti解釋道：“我們的芯片是數學處理器，它能夠非常快速有效地利用光進行計算，幾乎不消耗任何能量。光束是通過簡單的代數運算產生的，基本上是求和和乘法運算，直接在光信號上執行，并通過直接集成在芯片上的微天線傳輸。這項技術提供了許多優點：極容易處理、高能效、超過5000 GHz的巨大帶寬。”

米蘭理工大學微納米技術中心Polifab主任Andrea Melloni說：“今天，所有的信息都是數字化的，但事實上，圖像、聲音和所有的數據都是模擬的。數字化確實允許非常復雜的處理，但隨著數據量的增加，這些操作在能源和計算方面變得越來越不可持續。今天，人們非常有興趣通過專用電路（模擬協同處理器）回歸模擬技術，這些電路將成為未來5G和6G無線互連系統的推動者。我們的芯片就是這樣工作的。”

圣安娜高等學院TeCIP研究所（電信、計算機工程和光子學研究所）電子學教授Marc Sorel補充道：“使用光學處理器的模擬計算在許多應用場景中至關重要，包括神經形態系統的數學加速器、高性能計算（HPC）和人工智能、量子計算機和密碼學、先進的本地化、定位和傳感器系統，以及通常需要以非常高的速度處理大量數據的所有系統”。

審核編輯：劉清