עם ההתקדמות המהירה של בינה מלאכותית ומחשוב בעל ביצועים גבוהים-, תעבורת הנתונים הגלובלית חווה צמיחה נפיצה, ומציבה אתגרים חסרי תקדים הן למהירות העברת המידע והן ליעילות האנרגיה במרכזי הנתונים. טכנולוגיות תקשורת אופטית מסורתיות מתמודדות עם צווארי בקבוק ברוחב פס ומחסומי צריכת חשמל, המחייבות בדחיפות פיתוח של דור חדש של טכנולוגיות חיבור אופטיות במהירות- גבוהה, יעילות ומשולבות מאוד. מסרקות תדר אופטיות, המסוגלות ליצור בו-זמנית אורכי גל נעולים- מרובים לשלבים עבור העברת נתונים מקבילית, נחשבות לפתרון משבש לאתגרים אלו. עם זאת, השגת מקורות מסרק תדר אופטי מעשיים עם רוחב פס רחב במיוחד,-יציבות טמפרטורה גבוהה במיוחד ותקופות חיים תפעוליות ארוכים במיוחד נותרה אתגר מרכזי בתעשייה.
לאחרונה, צוות מחקר בראשות פרופסור צ'ן סימינג מהמכון למוליכים למחצה, האקדמיה הסינית למדעים, בשיתוף עם Huisi Optoelectronics, האוניברסיטה הטכנולוגית של שנזן, והמרכז הלאומי לחדשנות אופטו-אלקטרוניקה של מידע, השיג פריצת דרך בטכנולוגיית תקשורת אופטית נעולה-במהירות קוונטית-לתקשורת אופטית. באמצעות טכניקות שיתוף-חדשניות לחומרי נקודות קוונטיות מוליכים למחצה ותכניות נעילת-מצב דופק- התנגשות, הצוות פיתח בהצלחה לייזר מסרק בתדר קוונטי נקודות אופטי של 100 GHz המסוגל לפעול יציב בטמפרטורות קיצוניות של עד 140 מעלות. מכשיר זה משיג פריצות דרך בטמפרטורת הפעולה, קיבולת השידור והאמינות, ומספק פתרון מקור אור קריטי לחיבורים אופטיים עתידיים ברמת Tbps-.
המחקר מדגים מדדי ביצועים מקיפים יוצאי דופן: בטמפרטורת החדר (25 מעלות), הלייזר משיג רוחב פס אופטי של 3dB של 14.312 ננומטר, המסוגל לייצר 26 ערוצים. כל ערוץ יכול לשאת אות מאופנן של 128 Gb/s PAM-4. המכשיר שומר על מצב יציב-נעילה של עד 140 מעלות. ב-85 מעלות -תקן טמפרטורה-תעשייתית גבוהה-- מדדי הביצועים העיקריים שלו מראים השפלה זניחה, ותומכים בפעולה יציבה של 22 ערוצים עבור תפוקת נתונים כוללת של 2.816 Tb/s. במקביל, צריכת האנרגיה שלו לביט משודר נמוכה כמו 0.394 pJ ב-25 מעלות ו-0.532 pJ ב-85 מעלות. בדיקות הזדקנות מואצות העולות על 1,500 שעות ב-85 מעלות מצביעות על זמן ממוצע לכשל (MTTF) של 207 שנים, ועומדות במלואן בדרישות היישום המסחרי המחמירות.
עבודה זו לא רק מדגימה באופן ניסיוני את ההיתכנות של השגת בו-זמנית מסרקות תדרים אופטי קוונטיים-אולטרה-גבוהים- במיוחד, אולטרה-ארוכים-חיים ושילוב-גבוהה של מסרקות תדר אופטי קוונטים נקודות על שבב יחיד, אלא גם מספקת מקור עלות עוצמתי של יישום אופטי{6}. מרכזי נתונים-הדור הבא ואשכולות מחשוב של בינה מלאכותית.
