Китайцы протестируют мощный чип на крупнейшем в мире оптическом телескопе в Испании

Китайские исследователи разработали ^[1] небольшой оптический чип, который может анализировать свет в режиме реального времени с точностью, ранее доступной только с помощью громоздких лабораторных приборов. Они надеются протестировать его с помощью крупнейшего оптического телескопа на Земле.

Команды из Университета Цинхуа утверждает, этот прорыв может обеспечить беспрецедентный уровень визуального интеллекта ^[2] в машинах, от дронов и роботов до медицинских сканеров и телескопов.

В статье ^[3], опубликованной в журнале Nature, исследователи сообщили, что их изобретение, названное Yuheng или Rafael, может различать цвета, разница между которыми составляет менее 10 нанометров, и примерно в 100 раз чётче, чем сопоставимые устройства для моментальной съёмки.

Опираясь на достижения в области оптики, искусственного интеллекта и материаловедения, чип преодолевает давнюю дилемму между разрешением и эффективностью в области видимой и ближней инфракрасной съёмки, заявили они.

Yuheng способен записывать цветовые сигнатуры почти 10 000 звёзд в секунду, что потенциально сокращает время, необходимое для картографирования Млечного Пути, с тысячелетий до менее чем десяти лет.

Исследователи сообщили, что переходят от прототипа, подтверждающего концепцию, к инженерной модели, которую они планируют протестировать на телескопе Gran Telescopio Canarias на Канарских островах в Испании.

С диаметром 10,4 метра это самый большой в мире оптический телескоп с одной апертурой, который используется для исследования звёзд, галактик, тёмной материи, чёрных дыр и других границ астрофизики.

Традиционные приборы для получения изображений разделяют свет на радугу цветов для анализа его компонентов. Чем чётче разделение, тем больше теряется света и тем больше должна быть оптика — компромисс, который ограничивает компактность и эффективность таких систем.

Фан и её команда использовали другой подход с чипом Yuheng, основанный на вычислительной оптике, быстро развивающейся области, которая сочетает в себе аппаратное обеспечение и алгоритмы, по их словам.

Вместо физического разделения света на цвета, чип пропускает весь свет сразу, кодирует его с помощью уникального узора, сформированного внутри устройства, а затем использует компьютерные алгоритмы для декодирования и мгновенной реконструкции полной цветовой информации.

Для достижения этой цели команда Фан использовала кристалл ниобата лития, который изменяет способ преломления света при подаче напряжения. В сочетании с крошечными случайными интерференционными узорами это свойство позволило чипу собирать высокодетальные цветовые данные с высокой скоростью.

С пропусканием света 73%, что означает, что большая часть поступающего света проходит через него, и скоростью съёмки 88 кадров в секунду, чип достиг сверхвысокого цветового разрешения без потери яркости или скорости. Фактически, он сжал работу большого оптического стенда в небольшой интеллектуальный чип.