O echipă de cercetători de la Columbia University School of Engineering and Applied Science a reușit, din întâmplare, să dezvolte un dispozitiv optic care promite să transforme modul în care circulă datele online.
Noul „cip curcubeu”, după cum a fost supranumit, poate transforma o singură sursă laser într-un „pieptene de frecvențe”, adică într-o rețea de zeci de canale luminoase, fiecare capabil să transporte informații simultan, se arată într-un material publicat de oamenii de știință de la Columbia University School of Engineering and Applied Science.
Descoperirea, publicată în revista Nature Photonics, ar putea crește radical eficiența centrelor de date și ar deschide noi posibilități pentru tehnologiile cuantice, sistemele LiDAR și dispozitivele de detecție de înaltă precizie.
De la un laser haotic la lumină perfect ordonată
Experimentul a început în laboratorul condus de profesoara Michal Lipson, unde cercetătorii încercau să dezvolte cipuri optice mai puternice pentru tehnologia LiDAR.
Pe măsură ce creșteau intensitatea fasciculului, au observat apariția unui fenomen neașteptat: lumina începea să se organizeze în benzi regulate, formând ceea ce se numește „frequency comb”, o serie de culori distincte, distribuite uniform, asemenea benzilor unui curcubeu.
Andres Gil-Molina, fost cercetător postdoctoral în echipa Lipson, explică: „Am luat un laser foarte puternic și, folosind un mecanism de blocare special, am reușit să curățăm lumina, transformând-o într-un fascicul stabil și coerent.
Din acel moment, cipul a început să genereze zeci de culori ordonate, fiecare capabilă să transporte date fără interferențe.”
În mod normal, astfel de piepteni de frecvențe sunt obținuți prin echipamente scumpe și voluminoase.
Noutatea adusă de echipa de la Columbia este miniaturizarea întregului proces într-un dispozitiv din siliciu, suficient de mic pentru a fi integrat direct în infrastructura existentă.
Aplicații majore pentru internet și tehnologia viitorului
Într-un context în care cererea de putere de procesare și transfer de date crește exploziv, mai ales din cauza AI, această inovație vine la momentul potrivit.
Majoritatea centrelor de date moderne folosesc legături optice cu o singură lungime de undă, ceea ce limitează viteza de comunicare.
Cu ajutorul unui pieptene de frecvențe, zeci de semnale pot fi transmise în paralel prin același fir de fibră optică, multiplicând eficiența sistemului.
Această tehnologie, cunoscută sub numele de multiplexare pe lungimi de undă (WDM), a stat la baza expansiunii internetului în anii ’90.
Acum, datorită cipurilor „curcubeu”, ea ar putea intra într-o nouă eră, una în care sursele optice de laborator pot fi integrate în dispozitive obișnuite, de la servere compacte până la ceasuri optice de mare precizie și echipamente cuantice portabile.
„Scopul nostru este să aducem lumina de calitate de laborator în aplicațiile reale”, spune Gil-Molina. „Dacă putem face aceste surse suficient de mici, eficiente și stabile, atunci le putem integra oriunde”.
Noua descoperire deschide calea către o infrastructură digitală mai rapidă, mai curată energetic și mai scalabilă, un pas esențial pentru epoca inteligenței artificiale și a comunicațiilor optice avansate.