Kỷ lục thế giới của các nhà khoa học Trung Quốc về công nghệ truyền thông không dây terahertz
Bước đột phá trong việc truyền dữ liệu nhanh và xa này là tin tốt cho truyền thông trong không gian trong tương lai, theo các nhà nghiên cứu.
Một nhóm các nhà khoa học Trung Quốc cho biết đã thành công truyền tín hiệu video độ nét cao qua khoảng cách hơn 1 km bằng công nghệ truyền thông không dây terahertz.
Thí nghiệm do Đài thiên văn Tử Kim Sơn của Viện Khoa học Trung Quốc (CAS) dẫn đầu là ứng dụng thành công đầu tiên trên thế giới của công nghệ thu sóng siêu dẫn độ nhạy cao trong hệ thống truyền thông không dây terahertz đường dài, theo trang SCMP.
Truyền thông không dây terahertz là công nghệ tiên tiến, hứa hẹn mang đến một cuộc cách mạng trong lĩnh vực truyền thông. Nó sử dụng sóng điện từ có tần số cực cao, nằm trong khoảng từ 0.1 đến 10 terahertz (THz), để truyền dữ liệu.
Tại sao terahertz lại đặc biệt?
- Băng thông khổng lồ: So với các công nghệ truyền thông không dây hiện tại như 5G, băng thông của Terahertz lớn hơn nhiều lần. Điều này đồng nghĩa nó có khả năng truyền tải lượng dữ liệu khổng lồ trong cùng một khoảng thời gian, đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của các ứng dụng đòi hỏi băng thông cao như thực tế ảo, tự động lái, internet vạn vật (IoT)...
- Tốc độ truyền dữ liệu cực nhanh: Nhờ băng thông rộng, terahertz cho phép truyền dữ liệu với tốc độ cực nhanh, gấp nhiều lần so với các công nghệ hiện có.
- Độ chính xác cao: Sóng terahertz có khả năng tạo ra các chùm tia rất hẹp và tập trung, giúp tăng độ chính xác trong việc truyền dữ liệu và giảm thiểu nhiễu.
- Xuyên thấu tốt: Sóng terahertz có khả năng xuyên qua một số vật liệu như giấy, vải, nhựa... nhưng lại bị chặn bởi các vật liệu dẫn điện như kim loại. Điều này mở ra nhiều ứng dụng trong lĩnh vực an ninh, y tế và công nghiệp.
Bức xạ terahertz là loại sóng điện từ nằm giữa dải tần số vi sóng và hồng ngoại, một phần khá ít được khai thác của phổ điện từ. Công nghệ terahertz nổi tiếng với khả năng cung cấp hình ảnh mạnh mẽ cho sàng lọc an ninh và chẩn đoán y tế.
Đây là công nghệ quan trọng đang được các nhà khoa học khám phá cho 6G và truyền thông không dây siêu nhanh trong tương lai nhờ khả năng truyền tải lượng lớn dữ liệu. Công nghệ này cũng có thể là chìa khóa cho truyền thông trong không gian, cho phép truyền tải dữ liệu lớn theo thời gian thực.
Các nhà khoa học đã cố gắng vượt qua những trở ngại như suy giảm tín hiệu nghiêm trọng cản trở việc truyền thông terahertz tầm xa.
Nhóm nghiên cứu cho biết khoảng cách truyền tải có thể được tăng lên đáng kể bằng cách tích hợp kính thiên văn terahertz siêu nhạy với hệ thống truyền thông terahertz trong một số môi trường nhất định.
“Hãy tưởng tượng truyền thông vi sóng như một con đường 2 làn. Truyền thông terahertz giống mở rộng con đường đó thành 6 hoặc 8 làn nhờ phổ rộng và phong phú hơn”, Li Jing, giáo sư nghiên cứu của CAS tham gia thí nghiệm, nói với Đài truyền hình trung ương Trung Quốc (CCTV).
“Công nghệ thu siêu dẫn mà chúng tôi sử dụng trong thí nghiệm này có độ nhạy cao. Nó giống như việc lái những chiếc xe hiệu suất cao trên con đường rộng hơn này, hầu như không có năng lượng nào bị mất, cho phép tín hiệu truyền đi xa hơn nhiều”, bà Li Jing cho hay.
Công nghệ thu siêu dẫn là việc ứng dụng tính chất siêu dẫn của vật liệu để tạo ra các thiết bị có độ nhạy cực cao, nhằm thu nhận các tín hiệu yếu hoặc ở tần số cao.
Thí nghiệm kéo dài 5 ngày bắt đầu hôm 27.9 tại tỉnh Thanh Hải ở phía tây bắc Trung Quốc, nơi cơ sở quan sát thiên văn sóng dưới milimet nằm ở độ cao khoảng 4.300m trên cao nguyên Thanh Hải - Tây Tạng.
Đài thiên văn Tử Kim Sơn nghiên cứu về vật lý thiên văn năng lượng cao, vật lý mặt trời và công nghệ thám hiểm thiên văn không gian, cũng như sự hình thành các ngôi sao trong vũ trụ và công nghệ terahertz tương ứng.
Nhóm nghiên cứu còn bao gồm các nhà khoa học từ Học viện Kỹ thuật Vật lý Trung Quốc, Đại học Sư phạm Thượng Hải, Tập đoàn Công nghệ Điện tử Trung Quốc, Viện Vật lý Kỹ thuật và Hóa học thuộc CAS, Viện Quang học, Cơ học Tinh xảo và Vật lý Trường Xuân của CAS.
Nhóm các nhà khoa học Trung Quốc cho biết đã thành công truyền tín hiệu video độ nét cao qua khoảng cách 1,2km bằng công nghệ truyền thông không dây terahertz - Ảnh: SCMP
Trong thí nghiệm, cường độ tín hiệu truyền từ nguồn chỉ là 10 microwatt, khoảng 1 phần triệu công suất đầu ra của một trạm phát sóng di động thông thường, theo CCTV.
Dù tín hiệu yếu như vậy, các nhà nghiên cứu cho biết đã nhận được video độ nét cao được truyền từ khoảng cách 1,2km bằng bộ thu siêu dẫn terahertz của họ. Đây là thí nghiệm truyền thông không dây terahertz đường dài nhất đạt được đến nay trong dải tần số trên 0,5 terahertz, theo thông tin từ Đài thiên văn Tử Kim Sơn.
Thí nghiệm cũng đặt nền tảng kỹ thuật quan trọng cho truyền thông terahertz dung lượng cao trong không gian và từ trên không xuống mặt đất trong tương lai, cũng như xây dựng nền tảng đa ngành tại đài quan sát sóng dưới milimet, CCTV đưa tin.
Các nhà khoa học Trung Quốc bắt đầu nghiên cứu công nghệ phát hiện thiên văn terahertz từ những năm 1990.
Giờ đây, sau nhiều thập kỷ nghiên cứu, các nhà khoa học Trung Quốc đang đứng ở vị trí hàng đầu về công nghệ thu siêu dẫn, theo Shi Shengcai, nhà thiên văn học vô tuyến của Đài thiên văn Tử Kim Sơn và cũng là học giả tại CAS. Điều này đặt họ vào vị trí thuận lợi để tiến xa trong hệ thống truyền thông terahertz và khai thác được địa điểm quan sát trên cao nguyên Thanh Hải - Tây Tạng.
Cao nguyên Thanh Hải - Tây Tạng là một trong những cao nguyên lớn nhất và cao nhất thế giới, được mệnh danh là "mái nhà của thế giới". Nó bao phủ phần lớn khu tự trị Tây Tạng và tỉnh Thanh Hải của Trung Quốc.
Đặc điểm nổi bật
- Độ cao: Trung bình trên 4.500m so với mực nước biển.
- Diện tích: Rất rộng lớn, chiếm một khu vực với bề rộng và dài vào khoảng 1.000 và 2.500km.
- Khí hậu: Khí hậu khắc nghiệt, lạnh giá, mùa đông kéo dài và có lượng mưa ít.
- Đa dạng sinh học: Dù điều kiện khắc nghiệt, cao nguyên Thanh Hải - Tây Tạng vẫn là nơi sinh sống của nhiều loài động thực vật quý hiếm, thích nghi với môi trường sống đặc biệt này.
- Quan trọng về mặt địa lý và văn hóa: Nó đóng vai trò quan trọng trong việc điều hòa khí hậu toàn cầu và là nơi sinh sống của nhiều dân tộc thiểu số với văn hóa độc đáo.
