Мир беспроводных коммуникаций стоит на пороге серьезного прорыва. Ученые представили принципиально новый микрочип, способный выполнять сложные вычисления непосредственно в процессе передачи радиосигнала. Эта технология обещает кардинально изменить подход к передаче данных, сделав его быстрее, энергоэффективнее и безопаснее.

Как сообщает РБК-Украина со ссылкой на исследование, опубликованное в авторитетном журнале Nature Communications, новое устройство потребляет менее 200 милливатт энергии. Это критически важный показатель для автономных систем, где каждый ватт на счету.

Отказ от бинарного кода

Традиционные системы связи работают по устоявшемуся алгоритму: информацию переводят в цифровой код (нули и единицы), обрабатывают, а затем преобразуют в радиоволны для передачи. Новый чип ломает эту парадигму. Вместо перевода данных в компьютерный код, устройство трансформирует их в короткие серии микроволновых импульсов.

Разработчики проводят интересную параллель с работой больших языковых моделей, таких как ChatGPT. Подобно тому, как нейросети разбивают текст на смысловые блоки — токены, — этот чип формирует свой уникальный «язык» передачи данных прямо в радиоэфире. Это позволяет обойти лишние этапы обработки, которые неизбежно замедляют работу обычных систем.

«Это сравнимо с созданием собственного микроволнового словаря. Поскольку данные остаются в форме радиоволн на протяжении всего процесса, мы убираем лишние вычислительные шаги», — поясняет один из создателей технологии Бал Говинд.

Технология «вероятностных битов»

В ходе испытаний ученые продемонстрировали невероятные возможности устройства. Чип пропускал через себя огромные потоки информации со скоростью в несколько гигабит в секунду. Ключевым элементом здесь стали так называемые «вероятностные биты» (p-биты).

В отличие от жестких нулей и единиц, p-биты обладают гибкостью и могут изменяться под воздействием входного сигнала. Это свойство позволило достичь исключительного уровня сжатия данных. В эксперименте ученым удалось передать снимок тропического шторма со спутника, используя всего одну восьмую часть от исходного объема файла. При этом визуальная четкость и детали изображения были сохранены полностью.

Будущее для дронов и космоса

Появление такой технологии станет настоящим спасением для индустрии малых спутников и беспилотников. Эти устройства часто ограничены слабыми аккумуляторами и строгими лимитами на пропускную способность каналов связи.

Новый чип позволит им отправлять полноценные, детализированные фотографии и видеопотоки вместо упрощенных текстовых координат или сжатых до неузнаваемости данных. Это открывает новые горизонты для мониторинга Земли, разведки и научных исследований.

Аппаратная защита от перехвата

Помимо скорости и экономии энергии, технология предлагает и серьезный уровень безопасности. Перехватить сообщение, переданное таким способом, будет практически невозможно. Расшифровать данные сможет только аналогичный микроволновой чип, настроенный на тот же самый «микроволновый словарь».

Ученые уже подали заявку на патент и приступают к подготовке технологии к выходу на коммерческий рынок. Внедрение этой разработки может стать началом новой эры в беспроводных коммуникациях.