A medida que la Ley de Moore se ralentiza, la gente comienza a buscar alternativas a los chips de silicio de los que hemos dependido durante mucho tiempo. Un nuevo interruptor óptico Hasta 1,000 Veces Más Rápido Que los Transistores normales podria Algún Día Formar La Base de Nuevas computadoras Que utilicen Luz En Lugar de electricidad.
El atractivo de la computación óptica es obvio. A diferencia de los electrones de los que dependen las computadoras modernas, los fotones viajan a la velocidad de la luz, y una computadora que los usa para procesar información podría, en teoría, ser mucho más rápida que una que usa electrónica.
El volumen de los equipos ópticos convencionales obstaculizó durante mucho tiempo la idea, pero en los últimos años el campo de la fotónica ha mejorado rápidamente nuestra capacidad para producir componentes ópticos miniaturizados utilizando muchas de las mismas técnicas que la industria de los semiconductores.
Esto no sólo ha llevado a una Reviv ed interés en la computación óptica , sino que también podría tener un impacto significativo para los sistemas de comunicaciones ópticas utilizadas a la información de transporte alrededor de los centros de datos, supercomputadoras, y el Internet .
Ahora, investigadores de IBM y del Instituto de Ciencia y Tecnología Skolkovo en Rusia han creado un interruptor óptico, un componente crítico en muchos dispositivos fotónicos, que es increíblemente rápido y energéticamente eficiente.
Consiste en una película de 35 nanómetros de ancho hecha de un semiconductor organic intercalado entre dos espejos que crean una microcavidad, que mantiene la luz atrapada en su interior. Cuando un láser de “bomba” brillante se ilumina en el dispositivo, los fotones de su haz se acoplan con el material para crear un conglomerado de cuasipartículas conocido como condensado de Bose-Einstein , una colección de partículas que se comporta como un solo átomo.
Se puede usar un segundo láser más débil para cambiar el condensado entre dos niveles con diferentes números de cuasipartículas. El nivel con más partículas representa el estado “encendido” de un transistor, mientras que el que tiene menos representa el estado “apagado”.
Lo más prometedor del nuevo dispositivo, que se describe en un artículo de Nature , es que se puede cambiar entre sus dos estados un billón de veces por segundo, lo que es entre 100 y 1000 veces más rápido que los principales transistores comerciales de la actualidad. También se puede cambiar con un solo fotón, lo que significa que requiere mucha menos energía para conducir que un transistor.
Otros dispositivos de conmutación ópticos con sensibilidad similar se han creado antes, pero deben mantenerse a temperaturas criogénicas, lo que limita severamente su practicidad. Por el contrario, este nuevo dispositivo funciona a temperatura ambiente.
Sin embargo, todavía queda un largo camino por recorrer hasta que la tecnología aparece en las computadoras ópticas de uso general, dijo el autor principal del estudio, Pavlos Lagoudakis, a IEEE Spectrum . “Se necesitaron 40 años para que el primer transistor electrónico ingresara a una computadora personal”, dijo. “A menudo se malinterpreta cuánto tiempo tarda un descubrimiento en la investigación de la física fundamental en entrar en el mercado”.
Uno de los desafíos es que, si bien el dispositivo requiere muy poca energía para cambiar, aún requiere una entrada constante del láser de la bomba. En un comunicado , los investigadores investigadores que están trabajando con colaboradores para desarrollar materiales supercristales de perovskita que exhiben superfluorescencia para ayudar a reducir esta fuente de consumo de energía.
Pero incluso si puede pasar algún tiempo hasta que su computadora portátil tenga un chip hecho con estos interruptores, Lagoudakis cree que podrían encontrar aplicaciones a corto plazo en aceleradores ópticos que realizan operaciones especializadas mucho más rápido que los chips convencionales, o como detectores de luz ultrasensibles . para los escáneres LIDAR utilizados por vehículos autónomos y drones.
Crédito de la imagen: Tomislav Jakupec de Pixabay
Gent, E. (2021, 1 de noviembre). El nuevo interruptor óptico es hasta 1.000 veces más rápido que los transistores de silicio . Centro de singularidad. Recuperado 11 de noviembre de 2021, de https://singularityhub.com/2021/11/01/researchers-created-an-optical-switch-thats-up-to-1000-times-faster-than-silicon-transistors/