Eletrônica

Chip transforma relâmpago em trovão para guardar dados

Chip guarda informações de luz como som
Esquema de funcionamento (esquerda) e foto do protótipo do chip (direita) que transforma luz em som e vice-versa. [Imagem: Moritz Merklein et al. - 10.1038/s41467-017-00717-y]

Fotônico para sônico

Como fazer processadores que funcionam com luz em vez de eletricidade ainda exigirá um bocado de pesquisas, nasceu a foxônica, que permite a manipulação simultânea de luz e som - basicamente, usa-se a lentidão do som para controlar a luz.

Agora, uma equipe australiana domou a informação digital transportada como ondas de luz transferindo os dados para ondas sonoras - tudo no interior de um circuito integrado.

É a primeira vez que esse nível de controle e miniaturização foi alcançado.

Traduzir informações do domínio óptico para o domínio acústico de forma reversível dentro de um chip é fundamental para o desenvolvimento dos processadores fotônicos: microchips que usam luz em vez de elétrons para processar dados, o que significa que eles gastam pouquíssima eletricidade e praticamente não esquentam.

"Em nosso chip, a informação em forma acústica viaja a uma velocidade cinco ordens de magnitude mais lenta do que no domínio óptico. É como a diferença entre um trovão e um relâmpago," disse a professora Birgit Stiller, da Universidade de Sydney, referindo-se aos aspectos de som e luz do raio.

Informações fotônicas

O chip possui duas entradas. Em uma entram os pulsos de luz básicos - a chamada onda portadora -, enquanto na outra porta entram os pulsos de luz representando os dados a serem escritos. Quando atingem um guia de ondas feito de um material chamado calcogeneto, as duas ondas interagem, gerando uma vibração sônica.

Com a interação, aquela porção do chip fica vibrando como se fosse a superfície de um tambor em miniatura, uma vibração condicionada pelos dados contidos na segunda onda de luz. Quando uma outra onda de luz entra no chip, ela interage com o som e retorna com os dados gravados anteriormente.

O retardo criado pela redução na velocidade da luz permite que os dados sejam armazenados e gerenciados no chip por um tempo suficiente para seu processamento, reforço e transmissão posterior na forma de ondas de luz.

"Nosso sistema não se limita a uma largura de banda estreita. Assim, ao contrário dos sistemas anteriores, ele nos permite armazenar e recuperar informações em vários comprimentos de onda simultaneamente, aumentando consideravelmente a eficiência do dispositivo," acrescentou a professora Stiller.

As informações fotônicas - dados contidos em ondas de luz - possuem grandes vantagens em relação à informação eletrônica: a largura de banda é maior, os dados viajam à velocidade da luz e não há calor associado à resistência eletrônica. Além disso, os fótons, ao contrário dos elétrons, são imunes à interferência de radiação eletromagnética.

Bibliografia:

A chip-integrated coherent photonic-phononic memory
Moritz Merklein, Birgit Stiller, Khu Vu, Stephen J. Madden, Benjamin J. Eggleton
Nature Communications
Vol.: 8, Article number: 574
DOI: 10.1038/s41467-017-00717-y

Moritz Merklein et al. - 10.1038/s41467-017-00717-y
Birgit Stiller, Khu Vu, Stephen J. Madden, Benjamin J. Eggleton
Nature Communications




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