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Eletrônica

Algoritmo reverso projeta processadores de luz

Redação do Site Inovação Tecnológica - 08/06/2015

Algoritmo reverso projeta processadores de luz
A luz infravermelha entra nesta estrutura de silício pela esquerda. Os padrões de recorte, determinados pelo algoritmo, roteiam duas frequências diferentes nas vias à direita. Esta é uma imagem muito ampliada de um componente aproximadamente do tamanho de um grão de poeira.
[Imagem: Alexander Piggott]

Chips ópticos

O esforço internacional em busca de soluções para fabricar computadores baseados em luz, em lugar da eletricidade, está dando resultados cada vez mais práticos.

Pesquisadores da Universidade de Stanford, nos Estados Unidos, apresentaram uma solução de interconexão óptica no interior dos chips que usa não a luz visível, mas a luz infravermelha.

Isto é possível porque, assim como o vidro é transparente à luz visível, o silício é transparente à luz infravermelha, de forma que os fios de cobre podem ser substituídos por estruturas de silício projetadas para transportar a luz.

O problema é que as interconexões ópticas precisam ser projetadas uma de cada vez, já que precisam ter as características específicas para cada trajeto da luz.

Algoritmo de projeto reverso

Alexander Piggott e seus colegas desenvolveram agora um algoritmo que permite automatizar o projeto de cada estrutura individualmente - é o que eles chamam de "algoritmo de projeto reverso".

O programa funciona como seu nome sugere: os engenheiros especificam o que desejam que o circuito óptico faça, e o programa devolve os detalhes de como fabricar uma estrutura de silício que faça justamente aquilo.

"Nossos processos de fabricação não são tão precisos quanto os das fábricas, mas o fato de que conseguimos construir componentes robustos com nossos equipamentos [de laboratório] mostra que esta tecnologia poderá ser usada facilmente para a produção em massa em plantas estado da arte," disse Piggott.

Usos potenciais

Além de a luz ser muito mais rápida para a transferência de dados, até 80% da potência dissipada por um processador é consumida enviando dados ao longo das suas interconexões internas de cobre.

Os pesquisadores também preveem muitas outras aplicações para o seu algoritmo de projeto reverso, incluindo comunicações ópticas de grande largura de banda, sistemas compactos de microscopia e comunicações quânticas ultrasseguras.

A equipe está também trabalhando em soluções baseadas em nanoLEDs para os processadores fotônicos, que usam outros comprimentos de onda da luz.

Bibliografia:

Artigo: Inverse design and demonstration of a compact and broadband on-chip wavelength demultiplexer
Autores: Alexander Y. Piggott, Jesse Lu, Konstantinos G. Lagoudakis, Jan Petykiewicz, Thomas M. Babinec, Jelena Vuckovic
Revista: Nature Photonics
Vol.: 9, 374-377
DOI: 10.1038/nphoton.2015.69






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