El auge del big data y los avances en la tecnología de la información tienen serias implicaciones para nuestra capacidad de ofrecer suficiente ancho de banda para satisfacer la creciente demanda.

Andrew Forbes, profesor distinguido de la Escuela de Física Wits y director del Laboratorio de Luz Estructurada, y colaboradores, están buscando fuentes alternativas que puedan tomar el control donde es probable que los sistemas de comunicaciones ópticas tradicionales fallen en el futuro.

"El equipo demostró más de 100 patrones de luz utilizados en un enlace de comunicación óptica, aumentando potencialmente el ancho de banda de los sistemas de comunicación en 100 veces, "dice Forbes.

Los sistemas de comunicación óptica tradicionales modulan la amplitud, fase, polarización, color y frecuencia de la luz que se transmite. A pesar de estas tecnologías, se prevé que se alcanzará un límite máximo de ancho de banda en un futuro próximo.

"Pero la luz también tiene un 'patrón', la distribución de intensidad de la luz, es decir, cómo se ve en una cámara o una pantalla. Dado que estos patrones son únicos, se pueden utilizar para codificar información, ", explica." El ancho de banda futuro puede aumentarse precisamente por el número de patrones de luz que podemos utilizar. Diez patrones significan un aumento de 10 veces en el ancho de banda existente, ya que surgirían 10 nuevos canales para la transferencia de datos ".

En la actualidad, Los sistemas de comunicación óptica modernos utilizan un solo patrón. Esto se debe a obstáculos técnicos en cómo empaquetar información en estos patrones de luz, y cómo sacar la información nuevamente. El equipo mostró la transmisión de datos con más de 100 patrones de luz, explotando tres grados de libertad en el proceso.

"Usamos hologramas digitales escritos en una pequeña pantalla de cristal líquido y demostramos que es posible tener un holograma codificado con más de 100 patrones en múltiples colores, "dice Forbes." Este es el mayor número de patrones creados y detectados en un dispositivo de este tipo hasta la fecha. Hemos demostrado de manera eficaz que empaquetar más información en la luz tiene el potencial de aumentar el ancho de banda en 100 veces ".

La siguiente etapa es salir del laboratorio y demostrar la tecnología en un sistema del mundo real. El enfoque se puede utilizar en redes de fibra óptica y de espacio libre.

En un estudio relacionado, Forbes y sus compañeros físicos de Wits demostraron que es posible la corrección de errores en tiempo real en las comunicaciones cuánticas. "Esto tiene enormes implicaciones para la transferencia de datos rápida y segura en el futuro y ayudará a los avances tecnológicos que buscan establecer enlaces de comunicación cuántica más seguros a largas distancias". "dice Forbes.

"Esencialmente, la investigación demuestra que a veces la naturaleza no puede diferenciar entre los mundos cuántico y clásico (o real) y que existe un área gris entre los dos mundos llamada "entrelazamiento clásico". Al trabajar en esta zona gris entre lo clásico y lo cuántico, podemos mostrar una transferencia de datos rápida y segura a través de enlaces del mundo real ".