Được công bố trên tạp chí Nature Communications ngày 17/12, chip quang tử, do nhóm chuyên gia của Đại học Sydney phát triển có kích thước 5 x 5 mm, tích hợp các thành phần dựa trên ánh sáng (quang tử) vào bảng mạch điện tử thông thường. Nguyên mẫu có kết cấu với các chiplet điện tử và quang tử có thể gắn vào khuôn tương tự như lắp ráp đồ chơi Lego. Bằng cách này, chip tăng đáng kể băng thông tần số vô tuyến (RF), đồng thời thể hiện độ chính xác của tín hiệu ở tần số cao.

Hiện nay, chip điện tử đảm nhận việc thu phát tín hiệu không dây, gửi dữ liệu và bộ lọc vi sóng sẽ chặn các tín hiệu ở dải tần sai. Bộ lọc trên chip quang tử cũng thực hiện chức năng tương tự đối với các tín hiệu ánh sáng. Nhưng việc kết hợp các thành phần quang tử và điện tử để chúng hoạt động hiệu quả trên một chip là điều vô cùng khó khăn.

Tuy nhiên, theo nghiên cứu, bằng cách tinh chỉnh chính xác tần số cụ thể ở các dải tần cao vốn có tín hiệu dày đặc hơn, thông tin có thể truyền qua chip chính xác hơn. Điều này rất quan trọng với các công nghệ không dây trong tương lai - vốn dựa vào tần số cao hơn, có bước sóng ngắn hơn, do đó có thể mang nhiều năng lượng hơn, tương đương băng thông dữ liệu cao hơn.

"Bộ lọc quang tử vi sóng đóng vai trò quan trọng trong các hệ thống radar và liên lạc hiện đại, mang lại sự linh hoạt để lọc chính xác các tần số khác nhau, giảm nhiễu điện từ và nâng cao chất lượng tín hiệu", phó giáo sư Ben Eggleton, trưởng nhóm nghiên cứu, cho biết.

Theo Livescience, hiện các thiết bị khai thác mạng 5G, như smartphone, truyền và nhận dữ liệu ở các dải tần từ băng tần thấp dưới một GHz đến băng tần cao 24-53 GHz. Tuy nhiên, băng tần 6G cao nhất dành cho ứng dụng công nghiệp sẽ cần phải trên 100 GHz và thậm chí có thể tới 1.000 GHz. Có nghĩa, các chuyên gia cần xây dựng các chip mạng hỗ trợ băng thông RF cao hơn đáng kể, kết hợp bộ lọc nâng cao để loại bỏ nhiễu ở các tần số cao này. Đây là lúc lợi thế về quang tử được phát huy.

Theo nhóm nghiên cứu, chip mới sẽ là thành phần cần thiết cho các hệ thống radar tiên tiến, hệ thống vệ tinh, Wi-Fi thế hệ mới, 6G và thậm chí là 7G trong tương lai.

6G là bước tiến tiếp theo của 5G và ước đạt tốc độ một terabit/giây, tức trung bình mỗi giây, người dùng có thể tải 142 giờ nội dung Netflix ở độ phân giải cao nhất. So với 5G, tốc độ lý thuyết của mạng 6G nhanh gấp 100 lần. Dự kiến, mạng di động này được thương mại hóa vào năm 2030.

Bảo Lâm