突破性技术放大太赫兹波用于6G通信

由UNIST物理系Hyong-RyeolPark教授领导的一个研究小组推出了一种能够将太赫兹(THz)电磁波放大30,000倍以上的技术。这一突破与基于物理模型的人工智能(AI)相结合，必将彻底改变6G通信频率的商业化。

研究团队与田纳西大学的JoonSueLee教授和橡树岭国家实验室的MinaYoon教授合作，利用先进的优化技术，成功优化了专门用于6G通信的太赫兹纳米谐振器。

通过基于物理理论模型集成人工智能学习，该团队实现了在个人计算机上高效设计太赫兹纳米谐振器，这一过程以前即使使用超级计算机也是耗时且要求较高的。

通过一系列太赫兹电磁波传输实验，团队评估了新开发的纳米谐振器的效率。

结果令人震惊，太赫兹纳米谐振器产生的电场超过一般电磁波3万多倍。与之前报道的太赫兹纳米谐振器相比，这一成就代表了令人难以置信的效率提高了300%以上。

传统上，基于人工智能的逆向设计技术侧重于设计可见光或红外区域内的光学器件结构，这些区域仅是波长的一小部分。然而，Park教授解释说，由于规模小得多，约为波长的百万分之一，因此将该技术应用于6G通信频率范围(0.075-0.3THz)带来了重大挑战。

为了克服这些挑战，研究团队设计了一种创新方法，将新型太赫兹纳米谐振器与基于物理理论模型的人工智能逆向设计方法相结合。即使在个人计算机上，这种方法也能在不到40小时内完成设备的优化，而以前单次模拟需要数十个小时，或者单次设备优化可能需要数百年。

该研究的第一作者、UNIST物理系研究员Young-TaekLee强调了优化纳米谐振器的多功能性，并阐述了其对超精密探测器、超小分子探测传感器和辐射热测量计研究的影响。他进一步补充说：“这项研究中采用的方法并不限于特定的纳米结构，而是可以扩展到使用不同波长或结构的物理理论模型的各种研究。”

Park教授强调了结合人工智能技术来理解物理现象的重要性，他表示：“虽然人工智能似乎可以解决所有问题，但理解物理现象仍然至关重要。”