新技术将太赫兹波放大3万多倍，有望为6G通信频率商业化带来变革

韩国蔚山国立科技大学与美国田纳西大学、橡树岭国家实验室的研究团队合作开发出一种新技术，成功优化了专门用于6G通信的太赫兹（THz）纳米谐振器，将太赫兹电磁波放大3万倍以上。这一突破有望为6G通信频率的商业化带来变革。相关论文发表于最新一期《纳米快报》杂志。

研究示意图
图片来源：《纳米快报》

以前，即使利用超级计算机处理，设计太赫兹纳米谐振器也很耗时。在最新研究中，研究人员利用个人计算机，通过集成基于物理理论模型的人工智能（AI）学习，提高了太赫兹纳米谐振器的效率，并通过一系列太赫兹电磁波传输实验，对新开发的纳米谐振器的效率进行了评估。

评估结果令人震惊：新设计出的太赫兹纳米谐振器产生的电场是一般电磁波产生电场的3万倍。而且，与之前报道的太赫兹纳米谐振器相比，新谐振器的效率提高了3倍。

研究人员解释道，一般来说，基于AI的逆向设计技术主要用于在可见光或红外区域内设计光学器件结构，但这些区域仅为所有波长的一小部分。将这些技术应用于6G通信所用的太赫兹频率范围（0.075THz-0.3THz）面临极大挑战，因为太赫兹的波长要小得多。

鉴于此，团队设计了一种创新方法，将一种新的太赫兹纳米谐振器与基于物理理论模型的AI逆向设计方法相结合。这种方法能在不到40小时内对设备进行优化，即使在个人计算机上也是如此。而此前，科学家进行一次此类模拟需要数十小时，对设备优化一次可能需要数百年。

研究人员强调，优化后的纳米谐振器有望对超精密探测器、超小分子探测传感器和热辐射计等设备产生重大影响。而且，这项研究中使用的方法不仅限于特定的纳米结构，还可扩展到使用不同波长或结构的物理理论模型的研究。