Le professeur Hyong-Ryeol Park et son équipe de chercheurs à l'UNIST ont développé une technologie qui amplifie les ondes électromagnétiques térahertz (THz) de plus de 30 000 fois. Couplée aux algorithmes d'IA s'appuyant sur la modélisation physique, cette amplification des ondes térahertz pourrait permettre une exploitation commerciale des fréquences 6G à grande échelle.
En partenariat avec le Pr Joon Sue Lee de l'Université du Tennessee et le Pr Mina Yoon du Laboratoire National d'Oak Ridge, l'équipe du Pr Park est parvenue à mettre au point un nano-résonateur THz optimisé pour les transmissions 6G. Grâce à l'intégration de modèles d'intelligence artificielle s'appuyant sur des bases théoriques physiques, les chercheurs sont parvenus à concevoir efficacement des nano-résonateurs THz sur des ordinateurs individuels. Ce processus, auparavant chronophage même avec des supercalculateurs, a ainsi été considérablement accéléré.
L'IA permettrait une efficacité de plus de 30 000 fois par rapport aux anciens nano-résonateurs THz
Au travers d'expérimentations de transmission d'ondes électromagnétiques térahertz, l'équipe a évalué les performances du nano-résonateur qu'elle a mis au point. Les résultats sont spectaculaires : le champ électrique généré dépasse de plus de 30 000 fois celui d'ondes classiques. Cette nouvelle technologie d'IA représente une augmentation de plus de 300% pour la 6G par rapport aux nano-résonateurs THz précédents.
« Si les techniques conventionnelles de conception inverse par IA se concentrent sur des dispositifs optiques, leur application aux fréquences 6G (0,075 à 0,3 THz) pose des défis majeurs. À ces échelles, un million de fois inférieures aux longueurs d'onde, l'approche requiert en effet une refonte en profondeur », explique le Pr Park.
Une nette réduction du temps d'optimisation des nano-résonateurs grâce à l'IA
Pour pouvoir relever ces défis, les chercheurs, dirigés par le Pr Hyong-Ryeol Park, ont mis au point une approche qui combine un nouveau nano-résonateur THz pour la 6G à une méthode de conception inverse par IA. Cette nouvelle méthode se base en effet sur une modélisation physique théorique.
Ce processus leur a permis d'optimiser le dispositif en moins de 40 heures sur un ordinateur individuel. C'est nettement inférieur contre les dizaines d'heures d'optimisation pour une seule simulation, voire des centaines d'années pour une optimisation complète.
Le Dr Young-Taek Lee, premier auteur de l'étude, souligne d'ailleurs la polyvalence du nano-résonateur obtenu. Ses propriétés ouvrent des perspectives majeures dans différents domaines. Comme la conception de capteurs moléculaires miniaturisés, des détecteurs ultra-précis, ou encore des études de bolomètres. « La méthodologie développée est transposable à divers objets d'étude. Elle implique cependant une modélisation physique théorique, pour diverses longueurs d'onde ou structures », précise-t-il.
Le Pr Park insiste sur la complémentarité entre intelligence artificielle et compréhension fine des phénomènes. « Même si l'IA peut sembler être une solution universelle, la maîtrise des principes physiques sous-jacents demeure cruciale », a-t-il ajouté.
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