A equipe criou um sistema de memória que consegue transformar a luz em ondas sonoras em um chip fotônico

Enquanto a ideia pode parecer estranha, essa tecnologia é muito importante para que nossos eletrônicos passem a ser ainda mais eficientes. Computadores com processamento com base na luz podem lidar com a informação com muito mais velocidade.

Computadores com esse tipo de processamento, também chamados de computadores fotônicos, têm o potencial de ter 20x a velocidade de um laptop atual, sem mencionar o fato de que ele não produziria calor e consumiria muito menos energia para funcionar.

Toda essa eficiência vem do fato de que esse tipo de computador fotônico processa as informações através de fótons ao invés de elétrons, como observamos nos computadores que funcionam na base da eletricidade.

Esse tipo de tecnologia tem sido idealizada por empresas como IBM há anos, mas há um obstáculo: a informação que chega através de fótons via fibra ótica é tão rápida que os microchips atuais não conseguem realizar a leitura. Por isso a informação deve ser desacelerada, ou seja, convertida em elétrons lentos, para que possa ser lida.

“Para que isso se torne uma realidade comercial, dados fotonicos no chip têm que ser desacelerados para que possam ser processados, armazenados e acessados”, diz um dos pesquisadores, Moritz Merklein.
A transformação de fótons em ondas de som ao invés de elétrons revolucionaria a computação. Foi exatamente isso que pesquisadores da Universidade de Sidney (Austrália) conseguiram fazer.

“A informação em nosso chip em formas acústicas forma viagens com ordem de magnitude cinco vezes mais lentas que no domínio ótico”, diz o supervisor de projetos Birgit Stiller. “É como a diferença entre um trovão e um raio”.

Isso significa que computadores poderiam ter as mesmas vantagens que dados entregues por luz – alta velocidade, ausência de geração de calor por resistência eletrônica, e nenhuma interferência de radiação eletromagnética – mas também poderia ser lenta suficiente para que os chips de computadores atuais possam ler essas informações.

Conheça a nova tecnologia

Veja como os pesquisadores desenvolveram essa nova tecnologia: a equipe criou um sistema de memória que consegue transformar a luz em ondas sonoras em um chip fotônico, o tipo de chip que será usado em computadores a base de luz.

1. A informação fotônica entra o chip como um pulso de luz (bolinhas amarelas), onde interage com o pulso de escrita (bolinhas azuis), produzindo uma onda acústica que armazena os dados.

2. Outro pulso de luz, chamado de pulso de leitura (círculos azuis) acessa dos dados de som e o transmite como luz novamente (círculos amarelos).

3. Enquanto a luz desimpedida passa pelo chip em 2 a 3 nanossegundos, quando ela é armazenada como onda de som, a informação permanece no chip por até 10 nanossegundos, tempo suficiente para ser recuperada e processada.

Confira uma animação que explica o processo:

Converter a luz em ondas de som não apenas diminui a velocidade dos dados, mas torna a recuperação das informações mais perfeita. E, ao contrário de outras tentativas, este sistema funciona com banda larga.

“Nosso sistema não se limita apenas a banda estreita. Então ao contrário de outros sistemas, este nos permite armazenar e recuperar informação com diferentes larguras de banda simultaneamente, aumentando drasticamente a eficiência do equipamento”, complementa Stiller.

O trabalho foi publicado na revista Nature Communications. [Science Alert]