Les fréquences ultra-rapides sont probablement l’avenir des communications sans fil. Mais elles ont un sérieux talon d’Achille : elles sont aussi ultra-fragiles. Mais des scientifiques pourraient avoir trouvé la solution, grâce à l’IA et les métasurfaces.

Les fréquences ultra-rapides représentent l’avenir des communications sans fil. Elles promettent des débits jusqu’à dix fois supérieurs à la 5G, et leurs applications sont diverses et variées : la réalité virtuelle ultra-immersive, les véhicules autonomes ou les transmissions de données massives quasi-instantanées.

Cependant, l’un des enjeux pour les chercheurs des communications à très haute fréquence reste leur grande vulnérabilité. Si elles sont ultra-rapides, elles sont aussi ultra-fragiles : le moindre obstacle physique, que ce soit un mur ou une personne, peut totalement interrompre la transmission. Mais selon nos confrères de TechRadar, des ingénieurs de Princeton pourraient avoir mis le doigt sur une solution…

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Des scientifiques pourraient avoir trouvé la solution à la fragilité des fréquences ultra-rapides

Cette approche repose sur une idée de longue date : courber les signaux afin d’éviter les obstacles – c’est d’ailleurs sur cette technique que pourrait reposer la 6G. Mais l’application des « faisceaux d’Airy » aux transmissions sans fil s’est toujours heurtée à des contraintes pratiques : calculer simplement le chemin idéal est impossible, chaque courbure dépendant de trop de variables.

Pour élaborer leur méthode, l’équipe de Princeton s’est inspirée du basket : un joueur apprend ce qui marche en fonction du contexte à force de répétition. Les scientifiques ont donc créé un réseau de neurones capable d’adapter ses réponses à la situation. En résumé : c’est un simulateur permettant au système de s’entraîner virtuellement, plutôt que de tester physiquement chaque faisceau et chaque obstacle possible. Le temps d’apprentissage s’en est trouvé significativement réduit.

Des métasurfaces ont été intégrées aux émetteurs afin de permettre aux faisceaux de contourner des obstacles avec une extrême précision. Avec cette méthode, le réseau de neurones est capable de choisir le chemin de signal le plus efficace, même dans des environnements évolutifs et chargés.

D’après les ingénieurs, cette avancée est déterminante : elle permet d’entrevoir l’exploitation de la bande sub-térahertz, qui peut transporter jusqu’à dix fois plus de données que les systèmes actuels (5G, Wi-Fi). Avec cette nouvelle approche, c’est la promesse de liaisons proches du térabit par seconde qui se profile.

Pour le moment, cette approche reste expérimentale et des obstacles subsistent : la mise à l’échelle du matériel pour son industrialisation, le perfectionnement des entraînements et surtout apporter la preuve que les faisceaux adaptatifs sauront gérer la complexité du monde réel.