En un artículo publicado hoy en Science Advances , investigadores de la Universidad de Oxford han desarrollado un método que utiliza la polarización de la luz para maximizar la densidad de almacenamiento de información y el rendimiento informático utilizando nanocables.

La luz tiene una propiedad aprovechable:las diferentes longitudes de onda de la luz no interactúan entre sí, una característica utilizada por la fibra óptica para transportar flujos de datos paralelos. Del mismo modo, las diferentes polarizaciones de la luz tampoco interactúan entre sí. Cada polarización se puede utilizar como un canal de información independiente, lo que permite almacenar más información en múltiples canales, lo que mejora enormemente la densidad de la información.

La primera autora y estudiante de DPhil, June Sang Lee, del Departamento de Materiales de la Universidad de Oxford, dijo:"Todos sabemos que la ventaja de la fotónica sobre la electrónica es que la luz es más rápida y funcional en grandes anchos de banda. Por lo tanto, nuestro objetivo era aprovechar al máximo tales ventajas de la combinación de la fotónica con material sintonizable para lograr un procesamiento de información más rápido y denso".

En colaboración con el profesor C. David Wright, de la Universidad de Exeter, el equipo de investigación desarrolló un nanocable HAD (dieléctrico activo hibridado), utilizando un material vítreo híbrido que muestra propiedades de materiales intercambiables tras la iluminación de pulsos ópticos. Cada nanocable muestra respuestas selectivas a una dirección de polarización específica, por lo que la información se puede procesar simultáneamente usando múltiples polarizaciones en diferentes direcciones.

Utilizando este concepto, los investigadores han desarrollado el primer procesador de computación fotónica que utiliza polarizaciones de luz.

La computación fotónica se lleva a cabo a través de múltiples canales de polarización, lo que lleva a una mejora en la densidad de computación de varios órdenes en comparación con la de los chips electrónicos convencionales. Las velocidades informáticas son más rápidas porque estos nanocables están modulados por pulsos ópticos de nanosegundos.

Desde la invención del primer circuito integrado en 1958, empaquetar más transistores en un tamaño determinado de un chip electrónico ha sido el medio de acceso para maximizar la densidad informática, la llamada "Ley de Moore". Sin embargo, dado que la inteligencia artificial y el aprendizaje automático requieren hardware especializado que está comenzando a ampliar los límites de la informática establecida, la pregunta dominante en esta área de la ingeniería electrónica ha sido "¿Cómo empaquetamos más funcionalidades en un solo transistor?"

Durante más de una década, los investigadores del laboratorio del profesor Harish Bhaskaran en el Departamento de Materiales de la Universidad de Oxford han estado investigando el uso de la luz como medio para calcular.

El profesor Bhaskaran, quien dirigió el trabajo, dijo:"Esto es solo el comienzo de lo que nos gustaría ver en el futuro, que es la explotación de todos los grados de libertad que ofrece la luz, incluida la polarización para paralelizar dramáticamente el procesamiento de la información. Definitivamente temprano- trabajo escénico, pero ideas súper emocionantes que combinan electrónica, materiales no lineales y computación. Muchas perspectivas emocionantes para trabajar en las que siempre es un gran lugar para estar". + Explora más

Cálculo completamente óptico de un grupo de transformaciones utilizando una red difractiva codificada por polarización