I ricercatori dell'Università di Sydney hanno notevolmente rallentato le informazioni digitali trasportate come onde luminose trasferendo i dati in onde sonore in un circuito integrato, o microchip.

È la prima volta che questo viene raggiunto.

Il trasferimento di informazioni dal dominio ottico a quello acustico e viceversa all'interno di un chip è fondamentale per lo sviluppo di circuiti integrati fotonici:microchip che utilizzano la luce invece degli elettroni per gestire i dati.

Questi chip sono in fase di sviluppo per l'uso nelle telecomunicazioni, reti in fibra ottica e data center di cloud computing in cui i dispositivi elettronici tradizionali sono soggetti a interferenze elettromagnetiche, producono troppo calore o consumano troppa energia.

"Le informazioni nel nostro chip in forma acustica viaggiano a una velocità di cinque ordini di grandezza più lenta rispetto al dominio ottico, " ha detto la dottoressa Birgit Stiller, ricercatore presso l'Università di Sydney e supervisore del progetto.

"È come la differenza tra il tuono e il fulmine, " lei disse.

Questo ritardo consente di archiviare e gestire brevemente i dati all'interno del chip per l'elaborazione, recupero e ulteriore trasmissione come onde luminose.

La luce è un ottimo vettore di informazioni ed è utile per prelevare dati su lunghe distanze tra i continenti tramite cavi in ​​fibra ottica.

Ma questo vantaggio di velocità può diventare una seccatura quando le informazioni vengono elaborate nei computer e nei sistemi di telecomunicazione.

Per aiutare a risolvere questi problemi, gli autori principali Moritz Merklein e il dottor Stiller, entrambi dal Centro di Eccellenza ARC per dispositivi a banda ultralarga per sistemi ottici (CUDOS) hanno ora dimostrato una memoria per le informazioni digitali che si trasferisce coerentemente tra onde luminose e sonore su un microchip fotonico.

Il chip è stato fabbricato presso il Laser Physics Centre dell'Australian National University, anche parte del Centro di Eccellenza CUDOS.

La loro ricerca è pubblicata lunedì in Comunicazioni sulla natura .

Controllo migliorato

Il dottor Merklein, dottorando dell'Università di Sydney, ha dichiarato:"Costruire un buffer acustico all'interno di un chip migliora la nostra capacità di controllare le informazioni di diversi ordini di grandezza".

Il dottor Stiller ha dichiarato:"Il nostro sistema non è limitato a una larghezza di banda stretta. Quindi, a differenza dei sistemi precedenti, questo ci consente di archiviare e recuperare informazioni a più lunghezze d'onda contemporaneamente, aumentando notevolmente l'efficienza del dispositivo."

Le fibre ottiche e le relative informazioni fotoniche - dati forniti dalla luce - hanno enormi vantaggi rispetto alle informazioni elettroniche:la larghezza di banda è aumentata, i dati viaggiano alla velocità della luce e non c'è calore associato alla resistenza elettronica. fotoni, a differenza degli elettroni, sono inoltre immuni alle interferenze delle radiazioni elettromagnetiche.

Però, i vantaggi dei dati alla velocità della luce hanno il loro problema intrinseco:è necessario rallentare le cose su un chip del computer in modo da poter fare qualcosa di utile con le informazioni.

Nei microchip tradizionali questo viene fatto utilizzando l'elettronica. Ma poiché i computer e i sistemi di telecomunicazione diventano più grandi e più veloci, il calore associato rende ingestibili alcuni sistemi. L'uso di chip fotonici - bypassando l'elettronica - è una soluzione a questo problema perseguito da grandi aziende come IBM e Intel.

Il sig. Merklein ha dichiarato:"Affinché questa diventi una realtà commerciale, i dati fotonici sul chip devono essere rallentati in modo che possano essere elaborati, instradato, memorizzato e consultato."

Direttore CUDOS, ARC Laureate Fellow e co-autore, Professor Benjamin Eggleton, ha dichiarato:"Questo è un importante passo avanti nel campo dell'elaborazione ottica delle informazioni poiché questo concetto soddisfa tutti i requisiti per i sistemi di comunicazione ottica della generazione attuale e futura".