Informatica

Desarrollan Nueva Computadora Que Trabaja a la Velocidad de la Luz

Este nuevo dispositivo podría tener aplicaciones en diferentes áreas de la ciencia utilizando la luz para transmitir información.

Científicos han desarrollado un nuevo dispositivo que podría tener aplicaciones en imágenes, detección y procesamiento de información cuántica, como chips de transformación óptica, operaciones matemáticas y espectrómetros.

Las señales de un faro que guían a los barcos en el mar son un ejemplo temprano de comunicación óptica, usando la luz para transmitir información. Hoy, los investigadores en el campo de la fotónica integrada están utilizando principios de comunicaciones ópticas para construir dispositivos de alta tecnología, como computadoras ultrarrápidas, que utilizan luz en lugar de electricidad.

En la Universidad de Delaware, un equipo de investigación dirigido por Tingyi Gu, profesor asistente de ingeniería eléctrica e informática, ha diseñado una plataforma fotónica integrada con una-metalens unidimensional – una lente delgada que se puede diseñar a nano escala para enfocar la luz en una forma específica – y meta superficies – pequeñas superficies hechas con nanoestructuras para manipular la luz transmitida o reflejada – que limitan la pérdida de información. El equipo describió recientemente su dispositivo en la revista Nature Communications.

«Es una nueva forma de lograr fotónica integrada en comparación con la forma convencional», dijo el estudiante de doctorado Zi Wang, el primer autor del artículo.

El equipo fabricó una pequeña ‘metalens’, que en un chip basado en silicio y programado con cientos de pequeñas ranuras de aire, lo que permite el procesamiento de señales ópticas paralelas dentro del pequeño chip. Demostraron una alta transmisión de señal, con una pérdida de menos de un decibelio en un ancho de banda de 200 nanómetros. Cuando unieron tres de sus ‘meta-superficies’ juntas, demostraron funcionalidades de transformación y diferenciación de Fourier, técnicas importantes en las ciencias físicas que descomponen las funciones en partes constituyentes.

«Este es el primer artículo que utiliza ‘meta-superficies’ de baja pérdida en la plataforma fotónica integrada», dijo Gu. «Nuestra estructura es de banda ancha y baja pérdida, lo cual es crítico para las comunicaciones ópticas de eficiencia energética».

Además, el nuevo dispositivo desarrollado en la Universidad de Delaware es mucho más pequeño y ligero que los dispositivos convencionales de su tipo. No requiere la alineación manual de las lentes, por lo que es más robusto y escalable en comparación con las plataformas ópticas tradicionales de espacio libre, que requieren una gran paciencia y tiempo para su instalación.

Este nuevo dispositivo podría tener aplicaciones en imágenes, sensores y procesamiento de información cuántica, como chip de transformación ópticas en operaciones matemáticas y espectrómetros. Con un mayor desarrollo, esta tecnología también podría ser útil en el aprendizaje profundo y las aplicaciones de redes neuronales, en informática.

«Es mucho más rápido que las estructuras convencionales», dijo Gu. «Todavía hay muchos desafíos técnicos cuando intentas controlarlos activamente, pero esta es una nueva plataforma con la que estamos comenzando a trabajar».
Partes del dispositivo fueron fabricadas en las instalaciones de nano fabricación de la Universidad de Delaware y en AIM Photonics en Rochester, Nueva York.

ciencia utilizando la luz

Mientras trabajaba en este proyecto, Gu se inspiró en las conversaciones con otros miembros de la facultad de la Universidad que trabajaban en Ingeniería, Ingeniería Eléctrica, Electricidad e Informática, Ingeniería Informática; e Ingeniería e Informática Avanzada.

 

Fuente: ScienceDaily.

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