S brzim napretkom umjetne inteligencije i visoko{0}}računalstva performansi, globalni podatkovni promet doživljava eksplozivan rast, postavljajući dosad neviđene izazove za brzinu prijenosa informacija i energetsku učinkovitost unutar podatkovnih centara. Tradicionalne optičke komunikacijske tehnologije suočavaju se s uskim grlima propusnosti i preprekama potrošnje energije, što hitno zahtijeva razvoj nove generacije brzih, učinkovitih i visoko integriranih tehnologija optičkog međusobnog povezivanja. Optički frekvencijski češljevi, sposobni za istovremeno generiranje više fazno-zaključanih valnih duljina za paralelni prijenos podataka, smatraju se disruptivnim rješenjem za te izazove. Međutim, postizanje praktičnih optičkih frekvencijskih češljastih izvora s ultra-širokom pojasnom širinom, ultra-stabilnošću na visokim temperaturama i ultra-dugim radnim vijekom ostaje veliki industrijski izazov.
Nedavno je istraživački tim pod vodstvom profesora Chen Siminga s Instituta za poluvodiče Kineske akademije znanosti, u suradnji s Huisi Optoelectronics, Tehnološkim sveučilištem Shenzhen i Nacionalnim inovacijskim centrom za informacijsku optoelektroniku, postigao napredak u tehnologiji -brzog kvantnog načina rada-zaključane optičke frekvencije za optičke komunikacije. Kroz inovativne ko-tehnike dopinga za poluvodičke kvantne točkaste materijale i -sudarne{5}}sheme zaključavanja, tim je uspješno razvio 100 GHz optički frekvencijski češljasti laser s kvantnom točkom sposoban za stabilan rad na ekstremnim temperaturama do 140 stupnjeva. Ovaj uređaj postiže napredak u radnoj temperaturi, kapacitetu prijenosa i pouzdanosti, pružajući kritično rješenje izvora svjetlosti za buduće optičke interkonekcije na razini Tbps-.
Istraživanje pokazuje izvanredne sveobuhvatne metrike performansi: na sobnoj temperaturi (25 stupnjeva ), laser postiže optičku širinu pojasa od 3dB od 14,312 nm, sposoban za generiranje 26 kanala. Svaki kanal može nositi 128 Gb/s PAM-4 modulirani signal. Uređaj održava stabilan način-zaključavanje do 140 stupnjeva. Na 85 stupnjeva -industrijski-standard visoke-temperature-njegova ključna metrika performansi pokazuje zanemarivu degradaciju, podržavajući stabilan rad 22 kanala za ukupnu propusnost podataka od 2,816 Tb/s. Istovremeno, njegova potrošnja energije po prenesenom bitu iznosi samo 0,394 pJ pri 25 stupnjeva i 0,532 pJ pri 85 stupnjeva. Ubrzani testovi starenja koji prelaze 1500 sati na 85 stupnjeva ukazuju na srednje vrijeme do kvara (MTTF) od 207 godina, u potpunosti ispunjavajući stroge zahtjeve komercijalne primjene.
Ovaj rad ne samo da eksperimentalno pokazuje izvedivost istovremenog postizanja ultra-širokopojasnih, ultra-visokih-temperatura, ultra-dug-života i visoke-integracije kvantnih točkastih optičkih frekvencijskih češljeva na jednom čipu, nego također pruža snažan, troškovno-učinkovit put implementacije izvora svjetlosti za optičke sustavi međusobnog povezivanja u podatkovnim centrima sljedeće{7}}generacije i računalnim klasterima umjetne inteligencije.
