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 sólo el producto de 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 camuflaje para dispositivos integrados fotónicos microscópicos, los componentes básicos de los chips de computadora fotónicos que funcionan con luz en lugar de corriente eléctrica, en un esfuerzo por hacer que los chips futuros sean más pequeños. , más rápido y consumen mucha menos energía.

El descubrimiento de Menon se publicó en línea el miércoles 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 Utah Nanofab de la U.

El futuro de las computadoras Los centros de datos y los dispositivos móviles incluirán chips fotónicos en los que los datos se transportan y procesan como fotones de luz en lugar de electrones. Las ventajas de los chips fotónicos sobre los chips de silicio actuales son que serán mucho más rápidos y consumirán menos energía y, por lo tanto, emitirán 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 funciones diferentes dentro de los chips de silicio de hoy. Por ejemplo, un grupo de dispositivos realizaría cálculos, otro realizaría cierto procesamiento, etcétera.

El problema, sin embargo, es si dos de estos dispositivos fotónicos están demasiado cerca el uno del otro, no funcionarán porque la fuga de luz entre ellos provocará una "diafonía" muy parecida a la interferencia de radio. Si están muy separados para resolver este problema, terminas con un chip demasiado grande.

Entonces, Menon y su equipo descubrieron que se puede colocar una barrera especial a base de silicio nanopatterened entre dos de los dispositivos fotónicos, que actúa como un "manto" 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 una barrera:empuja la luz hacia el dispositivo original. Es engañarse pensando que no hay nada del otro lado ".

Como 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, que acumula calor, estos chips podrían consumir potencialmente de 10 a 100 veces menos energía, lo que sería de gran ayuda para lugares como los centros de datos que consumen 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 que utilizan servicios como Google y Facebook. Según un estudio del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley del Departamento de Energía de EE. UU., los centros de datos de EE. UU. consumieron 70 mil millones de kilovatios hora en 2014, o alrededor del 1.8 por ciento del consumo total de electricidad de EE. UU. Y se espera que el 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, en última instancia, tener un gran impacto en las emisiones de carbono y el uso de energía para todo tipo de cosas". Menon dice. "Es un gran impacto y mucha gente está tratando de resolverlo".

En la actualidad, Los dispositivos fotónicos se utilizan principalmente en equipos militares de alta gama, y espera que en los centros de datos se empleen chips de base fotónica completa en unos pocos años.