Pesquisadores da Universidade de Sydney reduziram drasticamente a velocidade das informações digitais transportadas como ondas de luz, transferindo os dados em ondas sonoras em um circuito integrado, ou microchip.

É a primeira vez que isso é alcançado.

Transferir informações do domínio óptico para o acústico e de volta para dentro de um chip é fundamental para o desenvolvimento de circuitos integrados fotônicos:microchips que usam luz em vez de elétrons para gerenciar dados.

Esses chips estão sendo desenvolvidos para uso em telecomunicações, redes de fibra óptica e data centers de computação em nuvem onde dispositivos eletrônicos tradicionais são suscetíveis a interferência eletromagnética, produzir muito calor ou usar muita energia.

"A informação em nosso chip na forma acústica viaja a uma velocidade cinco ordens de magnitude mais lenta do que no domínio óptico, "disse a Dra. Birgit Stiller, bolsista de pesquisa da University of Sydney e orientador do projeto.

"É como a diferença entre trovão e relâmpago, " ela disse.

Este atraso permite que os dados sejam armazenados brevemente e gerenciados dentro do chip para processamento, recuperação e posterior transmissão como ondas de luz.

Light é um excelente transportador de informações e é útil para levar dados a longas distâncias entre continentes por meio de cabos de fibra óptica.

Mas essa vantagem de velocidade pode se tornar um incômodo quando as informações estão sendo processadas em computadores e sistemas de telecomunicações.

Para ajudar a resolver esses problemas, autores principais Moritz Merklein e Dr. Stiller, ambos do Centro de Excelência ARC para Dispositivos de largura de banda ultra-alta para Sistemas Óticos (CUDOS) agora demonstraram uma memória para informações digitais que são transferidas de forma coerente entre ondas de luz e som em um microchip fotônico.

O chip foi fabricado no Centro de Física a Laser da Australian National University, também faz parte do Centro de Excelência CUDOS.

A pesquisa deles é publicada na segunda-feira em Nature Communications .

Controle aprimorado

O doutorando da Universidade de Sydney, Sr. Merklein, disse:"Construir um buffer acústico dentro de um chip melhora nossa capacidade de controlar informações em várias ordens de magnitude."

O Dr. Stiller disse:"Nosso sistema não está limitado a uma largura de banda estreita. Portanto, ao contrário dos sistemas anteriores, isso nos permite armazenar e recuperar informações em vários comprimentos de onda simultaneamente, aumentando enormemente a eficiência do dispositivo. "

A fibra óptica e as informações fotônicas associadas - dados fornecidos pela luz - têm enormes vantagens sobre as informações eletrônicas:a largura de banda é aumentada, os dados viajam na velocidade da luz e não há calor associado à resistência eletrônica. Fótons, ao contrário dos elétrons, também são imunes à interferência da radiação eletromagnética.

Contudo, as vantagens dos dados à velocidade da luz têm seu próprio problema embutido:você precisa desacelerar as coisas em um chip de computador para que possa fazer algo útil com as informações.

Em microchips tradicionais, isso é feito usando a eletrônica. Mas, à medida que os computadores e sistemas de telecomunicações se tornam maiores e mais rápidos, o calor associado está tornando alguns sistemas incontroláveis. O uso de chips fotônicos - contornando a eletrônica - é uma solução para esse problema perseguido por grandes empresas como IBM e Intel.

Merklein disse:"Para que isso se torne uma realidade comercial, os dados fotônicos no chip precisam ser desacelerados para que possam ser processados, encaminhado, armazenados e acessados. "

Diretor CUDOS, ARC Laureate Fellow e co-autor, Professor Benjamin Eggleton, disse:"Este é um passo importante no campo do processamento óptico de informações, pois este conceito atende a todos os requisitos para sistemas de comunicação óptica de geração atual e futura."