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    Almacenamiento de relámpagos dentro del trueno:los investigadores están convirtiendo los datos ópticos en ondas sonoras legibles

    La Dra. Birgit Stiller (izquierda) y Moritz Merklein en su laboratorio en el Centro de Nanociencia de la Universidad de Sydney. Crédito:Louise Connor / Universidad de Sydney

    Investigadores de la Universidad de Sydney han ralentizado drásticamente la información digital transportada como ondas de luz al transferir los datos a ondas de sonido en un circuito integrado. o microchip.

    Es la primera vez que esto se logra.

    La transferencia de información del dominio óptico al acústico y viceversa dentro de un chip es fundamental para el desarrollo de circuitos integrados fotónicos:microchips que utilizan luz en lugar de electrones para gestionar los datos.

    Estos chips se están desarrollando para su uso en telecomunicaciones, redes de fibra óptica y centros de datos de computación en la nube donde los dispositivos electrónicos tradicionales son susceptibles a interferencias electromagnéticas, producen demasiado calor o consumen demasiada energía.

    "La información en nuestro chip en forma acústica viaja a una velocidad cinco órdenes de magnitud más lenta que en el dominio óptico, "dijo la Dra. Birgit Stiller, investigador de la Universidad de Sydney y supervisor del proyecto.

    "Es como la diferencia entre truenos y relámpagos, " ella dijo.

    Este retraso permite que los datos se almacenen y gestionen brevemente dentro del chip para su procesamiento, recuperación y posterior transmisión como ondas de luz.

    La luz es un excelente portador de información y es útil para llevar datos a largas distancias entre continentes a través de cables de fibra óptica.

    Pero esta ventaja de velocidad puede convertirse en una molestia cuando la información se procesa en computadoras y sistemas de telecomunicaciones.

    Explicación estilizada de cómo funciona el chip. 1. El pulso de datos fotónico (luz) (amarillo) ingresa desde la izquierda. Un 'pulso de escritura' (azul) entra por la derecha 3. Los pulsos de datos y escritura interactúan en el chip, produciendo una onda acústica, almacenar los datos y permitir su procesamiento, recuperación y transmisión posterior 4. Otro pulso de lectura fotónica (azul) entra en el chip, acceder a los datos acústicos y transmitir los datos como información fotónica (amarillo) al lado derecho del microchip 5. La luz atraviesa el chip en dos o tres nanosegundos, dependiendo de la longitud de la espiral del chip. La información se puede almacenar en el chip durante 10 nanosegundos adicionales como datos acústicos. Crédito:Rhys Holland y Sebastian Zentilomo / Universidad de Sydney

    Para ayudar a resolver estos problemas, los autores principales Moritz Merklein y el Dr. Stiller, ambos del Centro de Excelencia ARC para dispositivos de ancho de banda ultra alto para sistemas ópticos (CUDOS) ahora han demostrado una memoria para información digital que se transfiere coherentemente entre ondas de luz y sonido en un microchip fotónico.

    El chip fue fabricado en el Centro de Física Láser de la Universidad Nacional de Australia, también forma parte del Centro de Excelencia CUDOS.

    Su investigación se publica el lunes en Comunicaciones de la naturaleza .

    Control mejorado

    El candidato a doctorado de la Universidad de Sydney, el Sr. Merklein, dijo:"La construcción de un búfer acústico dentro de un chip mejora nuestra capacidad para controlar la información en varios órdenes de magnitud".

    El Dr. Stiller dijo:"Nuestro sistema no se limita a un ancho de banda estrecho. Por lo tanto, a diferencia de los sistemas anteriores, esto nos permite almacenar y recuperar información en múltiples longitudes de onda simultáneamente, aumentando enormemente la eficiencia del dispositivo ".

    La fibra óptica y la información fotónica asociada (datos transmitidos por luz) tienen enormes ventajas sobre la información electrónica:aumenta el ancho de banda, los datos viajan a la velocidad de la luz y no hay calor asociado con la resistencia electrónica. Fotones, a diferencia de los electrones, también son inmunes a la interferencia de la radiación electromagnética.

    Sin embargo, las ventajas de los datos a la velocidad de la luz tienen su propio problema incorporado:es necesario reducir la velocidad en un chip de computadora para poder hacer algo útil con la información.

    En los microchips tradicionales, esto se hace mediante la electrónica. Pero a medida que las computadoras y los sistemas de telecomunicaciones se hacen más grandes y más rápidos, el calor asociado hace que algunos sistemas sean inmanejables. El uso de chips fotónicos, sin pasar por la electrónica, es una solución a este problema que persiguen grandes empresas como IBM e Intel.

    Merklein dijo:"Para que esto se convierta en una realidad comercial, los datos fotónicos en el chip deben ralentizarse para que puedan procesarse, enrutado almacenado y accedido ".

    Director de CUDOS, ARC Laureate Fellow y coautor, Profesor Benjamin Eggleton, dijo:"Este es un importante paso adelante en el campo del procesamiento de información óptica, ya que este concepto cumple con todos los requisitos para los sistemas de comunicación óptica de la generación actual y futura".

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