Desde la Capa de invisibilidad de Harry Potter hasta el dispositivo de camuflaje romulano que hizo invisible su nave de guerra en "Star Trek", la magia de la invisibilidad fue solo el producto de los escritores y soñadores de ciencia ficción.
Pero el profesor asociado de ingeniería eléctrica e informática de la Universidad de Utah, Rajesh Menon, y su equipo han desarrollado un dispositivo de ocultación para dispositivos fotónicos microscópicos integrados, los componentes básicos de los chips fotónicos que funcionan con luz en lugar de corriente eléctrica, en un esfuerzo porhaga que los chips futuros sean más pequeños, rápidos y consuman mucha menos energía
El descubrimiento de Menon se publicó en línea en la última edición de la revista científica Comunicaciones de la naturaleza . El documento fue coescrito por el estudiante de doctorado de la Universidad de Utah, Bing Shen y Randy Polson, ingeniero óptico senior en la Unesco Nanofab de Utah.
El futuro de las computadoras, los centros de datos y los dispositivos móviles involucrará chips fotónicos en los que los datos se trasladarán y procesarán como fotones de luz en lugar de electrones. Las ventajas de los chips fotónicos sobre los chips basados en silicio de hoy en día son que serán mucho más rápidos y consumiránmenos energía y, por lo tanto, emiten menos calor. Y dentro de cada chip hay potencialmente miles de millones de dispositivos fotónicos, cada uno con una función específica de la misma manera que miles de millones de transistores tienen diferentes funciones dentro de los chips de silicio actuales. Por ejemplo, un grupo de dispositivosrealizar cálculos, otro realizaría cierto procesamiento, etc.
El problema, sin embargo, es que si dos de estos dispositivos fotónicos están demasiado cerca el uno del otro, no funcionarán porque la fuga de luz entre ellos provocará una "interferencia" muy parecida a la interferencia de radio. Si están espaciados para resolver estoproblema, terminas con un chip que es demasiado grande.
Entonces, Menon y su equipo descubrieron que puede colocar una barrera especial a base de silicio nanopareado entre dos de los dispositivos fotónicos, que actúa como una "capa" y engaña a un dispositivo para que no vea al otro.
"El principio que estamos usando es similar al de la capa de invisibilidad de Harry Potter", dice Menon. "Cualquier luz que llega a un dispositivo se redirige hacia atrás como para imitar la situación de no tener un dispositivo vecino. Es como unbarrera: empuja la luz hacia el dispositivo original. Se está engañando para que piense que no hay nada en el otro lado ".
En consecuencia, miles de millones de estos dispositivos fotónicos se pueden empaquetar en un solo chip, y un chip puede contener más de estos dispositivos para una funcionalidad aún mayor. Y dado que estos chips fotónicos usan fotones de luz en lugar de electrones para transferir datos, lo que genera calor, estos chips potencialmente podrían consumir de 10 a 100 veces menos energía, lo que sería una bendición para lugares como centros de datos que usan enormes cantidades de electricidad.
Menon cree que la aplicación más inmediata para esta tecnología y para los chips fotónicos en general será para centros de datos similares a los utilizados por servicios como Google y Facebook. Según un estudio del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley del Departamento de Energía de EE. UU., Los datoslos centros solo en los EE. UU. consumieron 70 mil millones de kilovatios hora en 2014, o alrededor del 1.8 por ciento del consumo total de electricidad en los EE. UU. Y se espera que ese uso de energía aumente otro 4 por ciento para 2020.
"Al pasar de la electrónica a la fotónica, podemos hacer que las computadoras sean mucho más eficientes y finalmente tener un gran impacto en las emisiones de carbono y el uso de energía para todo tipo de cosas", dice Menon. "Es un gran impacto y mucha gente está intentandopara resolverlo "
Actualmente, los dispositivos fotónicos se utilizan principalmente en equipos militares de alta gama, y espera que se empleen chips basados en fotónica completa en los centros de datos en unos pocos años.
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Materiales proporcionado por Universidad de Utah . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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