近日，在6G通信技术的最前沿，一位韩国人的发明引起了科学家的关注。 据报道，由韩国蔚山国立科学技术研究院（UNIST）物理系教授朴亨烈领导的研究团队，基于物理模型和人工智能（AI）的结合，成功地将太赫兹（THZ）电磁波放大了3万倍以上。 研究结果最近发表在《纳米快报》的在线版上。
据悉，研究团队实现了基于物理理论模型，融合人工智能学习，在个人电脑上高效设计太赫兹纳米谐振器。 过去，这个过程非常耗时且计算量要求很高，即使在超级计算机上也是如此。 然而，通过创新方法，研究团队成功地克服了这些挑战，并优化了专为6G通信设计的太赫兹纳米谐振器。
研究人员对一系列太赫兹电磁波传输实验的结果感到震惊，以评估新开发的纳米谐振器的效率。 新型太赫兹纳米谐振器产生的电场强度比普通电磁波强3万倍以上，效率比以前的太赫兹纳米谐振器提高了300%以上。
据了解，在传统实验中，基于人工智能的逆向设计技术主要用于设计可见光或红外区域的光学器件结构，这些区域仅占波长的一小部分。 然而，该技术在6G通信频率范围内的应用（0.075 ~ 0.3 THz），由于其规模要小得多，仅为波长的百万分之一，因此面临重大的技术挑战。
为了解决这些挑战，研究团队通过逆向设计，创新性地开发了一种基于人工智能的新型太赫兹纳米谐振器，该模型基于物理理论模型。 据研究人员称，基于分析模型的方法大大减少了所需的计算资源，为基于数值模拟的太赫兹纳米器件逆向设计提供了一种实用的替代方案。
具体来说，在一台中级个人计算机上，200,000 次迭代可以在 39 小时内确定最佳结构，而单次模拟需要数十小时，单台设备优化需要数百年。 这样的研发成果也得益于人工智能技术的快速发展，使得信号放大加速成为现实。
该研究的第一作者，UNIST物理系研究员Young-Taek Lee强调了优化纳米谐振器的多功能性，并指出其在超精密探测器，超小分子检测传感器和量热仪研究中的重要应用价值。 他进一步指出，“这项研究采用的方法不仅限于特定的纳米结构，而是可以使用不同波长或结构的物理理论模型扩展到各种研究。 ”
目前，世界各国加大了对第六代通信技术（6G）的研发力度，但在信号发射和接收方面仍有许多技术问题尚未克服。 根据假设，6G网络将是一个地面无线和卫星通信一体化的全连接世界，包括数据传输速率、峰值速率、时延、流量密度等，这些都远远优于5G，因此业界寄予厚望。
总体而言，韩国朴亨烈团队的这项突破性技术不仅可以推动6G通信的发展，还可以为未来基于物理现象的其他领域的研究提供新的思路和工具。
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