जैसे-जैसे कंप्यूटिंग तकनीक आगे बढ़ रही है, हम बड़े, एकल-चिप प्रोसेसर का उपयोग करने से छोटे, विशेष चिप्स से बने सिस्टम की ओर स्थानांतरित हो गए हैं जिन्हें "चिपलेट्स" कहा जाता है।ये चिपलेट्स प्रसंस्करण शक्ति और दक्षता को बढ़ावा देने के लिए एक साथ काम करते हैं।
यह परिवर्तन महत्वपूर्ण है क्योंकि हम उस भौतिक सीमा तक पहुंच गए हैं कि कितने ट्रांजिस्टर एक पर फिट हो सकते हैंएकल चिप.जैसे-जैसे ट्रांजिस्टर सिकुड़ते हैं, ओवरहीटिंग और बिजली अक्षमता जैसी समस्याएं और अधिक गंभीर हो जाती हैं।[1] एक सिस्टम में एकाधिक चिपलेट्स का उपयोग इन भौतिक बाधाओं का सामना किए बिना कंप्यूटिंग शक्ति को बढ़ा सकता है।
चिपलेट्स के बीच संचार की चुनौती
परंपरागत रूप से, चिप के भीतर संचार को नेटवर्क-ऑन-चिप (NoC) नामक एक प्रणाली द्वारा प्रबंधित किया जाता है, जो डेटा हाईवे की तरह काम करता है।यह विधि अप्रभावी हो जाती है क्योंकि सिस्टम अधिक जटिल हो जाते हैं, विशेषकर एकाधिक चिपलेट्स के साथ।डेटा को अधिक ग्रिड बिंदुओं पर दूर तक यात्रा करनी पड़ती है, जिससे संचार धीमा हो जाता है और बढ़ता जाता हैऊर्जा की खपत.
जब हम इस दृष्टिकोण को विभिन्न चिपलेट्स में मापते हैं, तो हम नेटवर्क-इन-पैकेज (NiP) के रूप में जाना जाता है।हालाँकि, वही मुद्दे - देरी, ऊर्जा अक्षमता और सीमित स्केलेबिलिटी - अभी भी मौजूद हैं क्योंकि वायर्ड कनेक्शन डेटा ट्रांसफर पर हावी हैं।
इन समस्याओं के समाधान के लिए शोधकर्ता खोजबीन कर रहे हैंबेतार संचारचिप स्तर पर.तारों पर निर्भर रहने के बजाय, चिपलेट्स छोटे एंटेना का उपयोग करके वायरलेस तरीके से संचार कर सकते हैं।
टेराहर्ट्ज़ (THz) आवृत्तियाँ,विद्युत चुम्बकीय तरंगेंइन्फ्रारेड और माइक्रोवेव के बीच, प्रस्तावहाई-स्पीड डेटा ट्रांसफर, जो उन्हें इस एप्लिकेशन के लिए आदर्श बनाता है।हालाँकि, THz सिग्नल अत्यधिक शोर-संवेदनशील होते हैं, संचार को बाधित करते हैं और प्रेषित डेटा को डिकोड करना कठिन बनाते हैं।
फ़्लोक्वेट इंजीनियरिंग: सिग्नल डिटेक्शन में सुधार
हमारा शोध इस मुद्दे को फ़्लोक्वेट इंजीनियरिंग, एक तकनीक से संबोधित करता हैक्वांटम भौतिकीजो उच्च-आवृत्ति संकेतों के संपर्क में आने पर किसी सामग्री में इलेक्ट्रॉन व्यवहार को नियंत्रित करने में मदद करता है।2,3,4] यह तकनीक सिस्टम को कुछ आवृत्तियों के प्रति अधिक प्रतिक्रियाशील बनाती है, जिससे शोर की स्थिति में भी THz वायरलेस सिग्नल का पता लगाने और डिकोडिंग में सुधार होता है।
हमने इस विधि को द्वि-आयामी अर्धचालक क्वांटम वेल (2DSQW) पर लागू किया - अर्धचालक सामग्री की एक बहुत पतली परत जो इलेक्ट्रॉन आंदोलन को दो आयामों तक सीमित करती है।यह सेटअप शोर हस्तक्षेप अधिक होने पर भी, THz संकेतों का पता लगाने की सिस्टम की क्षमता को बढ़ाता है।हमारा शोध हैप्रकाशितमेंसंचार में चयनित क्षेत्रों पर आईईईई जर्नल.
अधिक सटीक संचार के लिए दोहरे सिग्नलिंग आर्किटेक्चर
शोर प्रबंधन को और बेहतर बनाने के लिए, हमने एक दोहरी-सिग्नलिंग वास्तुकला विकसित की, जहां दो रिसीवर सिग्नल की निगरानी के लिए एक साथ काम करते हैं।यह सेटअप सिस्टम को संदर्भ वोल्टेज नामक एक प्रमुख पैरामीटर को समायोजित करने की अनुमति देता हैशोर का स्तरपता चला.यह वास्तविक समय समायोजन सिग्नल डिकोडिंग सटीकता में काफी सुधार करता है।
हमारे सिमुलेशन से पता चला है कि यह दोहरी-सिग्नलिंग प्रणाली पारंपरिक एकल-रिसीवर प्रणालियों की तुलना में त्रुटि दर को कम करती है, शोर वाले वातावरण में विश्वसनीय संचार सुनिश्चित करती है - चिप-स्केल वायरलेस संचार के लिए एक महत्वपूर्ण आवश्यकता।
शोर और सिग्नल गिरावट की चुनौतियों पर काबू पाकर, हमारी दोहरी-सिग्नलिंग तकनीक चिपलेट्स के लिए उच्च गति, शोर-प्रतिरोधी वायरलेस संचार विकसित करने में महत्वपूर्ण प्रगति का प्रतीक है।यह नवाचार हमें भविष्य की प्रौद्योगिकियों के लिए अधिक कुशल, स्केलेबल और अनुकूलनीय कंप्यूटिंग सिस्टम बनाने के करीब लाता है।
ये कहानी का हिस्सा हैसाइंस एक्स डायलॉग, जहां शोधकर्ता अपने प्रकाशित शोध लेखों से निष्कर्षों की रिपोर्ट कर सकते हैं।इस पेज पर जाएँसाइंस एक्स डायलॉग और भाग लेने के तरीके के बारे में जानकारी के लिए।
अधिक जानकारी:कोसाला हेराथ एट अल, फ़्लोक्वेट इंजीनियरिंग-आधारित चिप-स्केल वायरलेस संचार में शोर लचीलापन बढ़ाने के लिए एक दोहरी-सिग्नलिंग आर्किटेक्चर,संचार में चयनित क्षेत्रों पर आईईईई जर्नल(2024)।डीओआई: 10.1109/जेएसएसी.2024.33992061
मालिन प्रेमरत्ने और गोविंद पी. अग्रवाल, नैनोस्केल क्वांटम उपकरणों की सैद्धांतिक नींव, कैम्ब्रिज यूनिवर्सिटी प्रेस (2021)।डीओआई: 10.1017/97811086344722कोसाला हेराथ एट अल, ड्रेस्ड क्वांटम हॉल सिस्टम के चार्ज ट्रांसपोर्ट गुणों के लिए सामान्यीकृत मॉडल, फिजिकल रिव्यू बी (2022)।
डीओआई: 10.1103/PhysRevB.105.0354303कोसाला हेराथ एट अल, प्लास्मोनिक वेवगाइड्स में ड्रेस्ड सरफेस प्लास्मोन पोलारिटोन मोड्स की फ्लोक्वेट इंजीनियरिंग, फिजिकल रिव्यू बी (2022)।
डीओआई: 10.1103/PhysRevB.106.2354224कोसाला हेराथ एट अल, शोट्की जंक्शन-आधारित सतह प्लास्मोनिक वेवगाइड्स को अनुकूलित करने के लिए एक फ़्लोक्वेट इंजीनियरिंग दृष्टिकोण, वैज्ञानिक रिपोर्ट (2023)।
डीओआई: 10.1038/एस41598-023-37801-एक्सबायोस:कोसल हेराथ ने बी.एससी. प्राप्त किया।
2018 में श्रीलंका के मोरातुवा विश्वविद्यालय से इलेक्ट्रॉनिक और दूरसंचार इंजीनियरिंग में डिग्री (ऑनर्स)। वह वर्तमान में पीएचडी कर रहे हैं।
इलेक्ट्रिकल और कंप्यूटर सिस्टम इंजीनियरिंग विभाग, मोनाश विश्वविद्यालय, ऑस्ट्रेलिया से डिग्री।2018 से 2020 तक, वह WSO2 Inc. के साथ थे। उनकी अनुसंधान रुचियों में नैनोप्लास्मोनिक्स, गैर-संतुलन कई-बॉडी क्वांटम सिस्टम, चिप-स्केल वायरलेस संचार सिस्टम और क्वांटम कंप्यूटिंग शामिल हैं।
अम्पलावनपिल्लई निर्मलथस ने पीएच.डी. प्राप्त की।मेलबर्न विश्वविद्यालय से इलेक्ट्रिकल और इलेक्ट्रॉनिक इंजीनियरिंग में डिग्री।वह वर्तमान में इंजीनियरिंग और सूचना प्रौद्योगिकी संकाय में कार्यवाहक डीन, वायरलेस इनोवेशन लेबोरेटरी (डब्ल्यूआईएलएबी) के प्रमुख और मेलबर्न विश्वविद्यालय में इलेक्ट्रिकल और इलेक्ट्रॉनिक इंजीनियरिंग के प्रोफेसर हैं।उनकी वर्तमान अनुसंधान रुचियों में माइक्रोवेव फोटोनिक्स, ऑप्टिकल-वायरलेस नेटवर्क एकीकरण, ब्रॉडबैंड नेटवर्क, फोटोनिक जलाशय और एज कंप्यूटिंग, और दूरसंचार और इंटरनेट सेवाओं की स्केलेबिलिटी शामिल हैं।2021 से, वह IEEE फोटोनिक्स सोसाइटी की फ्यूचर टेक्नोलॉजीज टास्क फोर्स के अध्यक्ष रहे हैं।2020 से 2021 तक, वह IEEE फ्यूचर नेटवर्क्स इनिशिएटिव के ऑप्टिक्स वर्किंग ग्रुप के सह-अध्यक्ष थे।वह ऑस्ट्रेलिया एकेडमी ऑफ साइंसेज की सूचना और संचार विज्ञान पर राष्ट्रीय समिति के उप-अध्यक्ष भी हैं।
सरथ डी. गुनापाला ने पीएच.डी. प्राप्त की।1986 में पिट्सबर्ग विश्वविद्यालय, पिट्सबर्ग, पीए, यूएसए से भौतिकी में डिग्री। तब से, उन्होंने III-V कंपाउंड सेमीकंडक्टर हेटरोस्ट्रक्चर के इन्फ्रारेड गुणों और एटी एंड टी बेल लेबोरेटरीज में इन्फ्रारेड इमेजिंग के लिए क्वांटम वेल इन्फ्रारेड फोटोडिटेक्टर्स के विकास का अध्ययन किया है।1992 में, वह नासा की जेट प्रोपल्शन प्रयोगशाला, कैलिफोर्निया इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी, पासाडेना, सीए, यूएसए में शामिल हुए, जहां वह वर्तमान में इन्फ्रारेड फोटोडिटेक्टर्स सेंटर के निदेशक हैं।वह एक वरिष्ठ अनुसंधान वैज्ञानिक और नासा जेट प्रोपल्शन प्रयोगशाला में इंजीनियरिंग स्टाफ के प्रमुख सदस्य भी हैं।उन्होंने 300 से अधिक प्रकाशन लिखे हैं, जिनमें इन्फ्रारेड इमेजिंग फोकल प्लेन एरेज़ पर कई पुस्तक अध्याय शामिल हैं, और उनके पास 26 पेटेंट हैं।
मालिन प्रेमरत्ने ने मेलबर्न विश्वविद्यालय से बी.एससी. सहित कई डिग्रियाँ अर्जित कीं।गणित में, बी.ई.इलेक्ट्रिकल और इलेक्ट्रॉनिक्स इंजीनियरिंग में (प्रथम श्रेणी सम्मान के साथ), और क्रमशः 1995, 1995 और 1998 में पीएचडी।वह 2004 से उन्नत कंप्यूटिंग और सिमुलेशन प्रयोगशाला, मोनाश विश्वविद्यालय, क्लेटन में जटिल सिस्टम सिमुलेशन के लिए उच्च प्रदर्शन कंप्यूटिंग अनुप्रयोगों में अनुसंधान कार्यक्रम का नेतृत्व कर रहे हैं। वर्तमान में, वह मोनाश विश्वविद्यालय के अकादमिक बोर्ड के उपाध्यक्ष के रूप में कार्य करते हैं और हैंएक पूर्ण प्रोफेसर.मोनाश विश्वविद्यालय में अपने काम के अलावा, प्रोफेसर प्रेमरत्ने कई प्रतिष्ठित संस्थानों में विजिटिंग रिसर्चर भी हैं, जिनमें कैलटेक में जेट-प्रोपल्शन प्रयोगशाला, मेलबर्न विश्वविद्यालय, ऑस्ट्रेलियाई राष्ट्रीय विश्वविद्यालय, कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय लॉस एंजिल्स, विश्वविद्यालय शामिल हैं।रोचेस्टर न्यूयॉर्क, और ऑक्सफ़ोर्ड विश्वविद्यालय।उन्होंने 250 से अधिक जर्नल पेपर और दो पुस्तकें प्रकाशित की हैं और कई प्रमुख अकादमिक पत्रिकाओं के लिए सहयोगी संपादक के रूप में काम किया है, जिनमें शामिल हैंआईईईई फोटोनिक्स प्रौद्योगिकी पत्र,आईईईई फोटोनिक्स जर्नलऔरप्रकाशिकी और फोटोनिक्स में प्रगति.ऑप्टिक्स और फोटोनिक्स के क्षेत्र में प्रोफेसर प्रेमरत्ने के योगदान को कई फेलोशिप से मान्यता मिली है, जिनमें फेलो ऑफ ऑप्टिकल सोसाइटी ऑफ अमेरिका (एफओएसए), सोसाइटी ऑफ फोटो-ऑप्टिकल इंस्ट्रुमेंटेशन इंजीनियर्स यूएसए (एफएसपीआईई), इंस्टीट्यूट ऑफ फिजिक्स यू.के. (एफआईएनएसटीपी) शामिल हैं।), इंस्टीट्यूशन ऑफ इंजीनियरिंग एंड टेक्नोलॉजी यू.के. (FIET) और द इंस्टीट्यूट ऑफ इंजीनियर्स ऑस्ट्रेलिया (FIEAust)।
उद्धरण:क्वांटम से वायरलेस तक: टेराहर्ट्ज़ तकनीक के साथ चिप-स्केल संचार को बढ़ाना (2024, 25 सितंबर)25 सितंबर 2024 को पुनः प्राप्तhttps://techxplore.com/news/2024-09-quantum-wireless-chip-scale- communication.html से
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