Світ бездротових комунікацій стоїть на порозі серйозного прориву. Вчені представили принципово новий мікроchip, здатний виконувати складні обчислення безпосередньо в процесі передачі радіосигналу. Ця технологія обіцяє кардинально змінити підхід до передачі даних, зробивши його швидшим, енергоефективнішим та безпечнішим.

Як повідомляє РБК-Україна зі посиланням на дослідження, опубліковане в авторитетному журналі Nature Communications, новий пристрій споживає менше 200 міліват енергії. Це критично важливий показник для автономних систем, де кожен ват на вагу золота.

Відмова від бінарного коду

Традиційні системи зв'язку працюють за усталеним алгоритмом: інформацію переводять у цифровий код (нулі та одиниці), обробляють, а потім перетворюють у радіохвилі для передачі. Новий чип ламає цю парадигму. Замість перекладу даних у комп'ютерний код, пристрій трансформує їх у короткі серії мікрохвильових імпульсів.

Розробники проводять цікаву паралель із роботою великих мовних моделей, таких як ChatGPT. Подібно до того, як нейронні мережі розбивають текст на смислові блоки — токени, — цей чип формує свій унікальний «мову» передачі даних прямо в радіоефірі. Це дозволяє обійти зайві етапи обробки, які неминуче уповільнюють роботу звичайних систем.

«Це порівняно зі створенням власного мікрохвильового словника. Оскільки дані залишаються у формі радіохвиль протягом усього процесу, ми усуваємо зайві обчислювальні кроки», — пояснює один із творців технології Бал Говінд.

Технологія «ймовірнісних бітів»

Під час випробувань вчені продемонстрували неймовірні можливості пристрою. Чип пропускав через себе величезні потоки інформації зі швидкістю в кілька гігабіт на секунду. Ключовим елементом тут стали так звані «ймовірнісні біти» (p-біти).

На відміну від жорстких нулів та одиниць, p-біти мають гнучкість і можуть змінюватися під впливом вхідного сигналу. Ця властивість дозволила досягти виняткового рівня стиснення даних. У експерименті вченим вдалося передати знімок тропічного шторму зі супутника, використовуючи лише одну восьму частину від початкового об'єму файлу. При цьому візуальна чіткість та деталі зображення були збережені повністю.

Майбутнє для дронів та космосу

З'явлення такої технології стане справжнім порятунком для індустрії малих супутників та безпілотників. Ці пристрої часто обмежені слабкими акумуляторами та суворими лімітами на пропускну здатність каналів зв'язку.

Новий чип дозволить їм відправляти повноцінні, деталізовані фотографії та відеопотоки замість спрощених текстових координат або стиснутих до невпізнання даних. Це відкриває нові горизонти для моніторингу Землі, розвідки та наукових досліджень.

Апаратний захист від перехоплення

Окрім швидкості та економії енергії, технологія пропонує й серйозний рівень безпеки. Перехопити повідомлення, передане таким способом, буде практично неможливо. Розшифрувати дані зможе лише аналогічний мікрохвильовий чип, налаштований на той самий «мікрохвильовий словник».

Вчені вже подали заявку на патент і приступають до підготовки технології до виходу на комерційний ринок. Впровадження цієї розробки може стати початком нової ери в бездротових комунікаціях.