MADRID, 4 Dic. (EUROPA PRESS) -
Al obligar a la luz a atravesar un espacio más pequeño que nunca, los investigadores han allanado el camino para las computadoras basadas en la luz en lugar de en la electrónica.
La luz es deseable para su uso en informática porque puede transportar una mayor densidad de información y es mucho más rápida y más eficiente que la electrónica convencional. Sin embargo, la luz no interactúa fácilmente consigo misma, por lo tanto, aunque se puede usar para mover información rápidamente, no es muy buena para procesar la información.
Por ejemplo, la luz se usa actualmente para transferir información a largas distancias, como en los cables transatlánticos y las fibras ópticas, que ofrecen Internet rápido. Sin embargo, una vez que la información llega al ordenador, se necesitan componentes electrónicos para convertirla y procesarla.
Para usar la luz para procesar en microchips, se deben superar varios obstáculos importantes. Por ejemplo, se puede hacer que la luz interactúe usando materiales particulares, pero solo a distancias relativamente largas. Ahora, sin embargo, un equipo del Imperial College de Londres ha dado un importante paso adelante reduciendo la distancia sobre la cual la luz puede interactuar 10.000 veces.
Esto significa que lo que antes habría requerido centímetros ahora puede realizarse en la escala micrométrica (una millonésima de metro), llevando el procesamiento óptico al rango de transistores eléctricos, que actualmente alimentan las computadoras personales. Los resultados se publican en Science.
Michael Nielsen, del Departamento de Física de Imperial, dijo en un comunicado: "Esta investigación ha marcado uno de los hitos necesarios para la informática óptica. Debido a que la luz no interactúa fácilmente consigo misma, la información que se envía con la luz se debe convertir en una señal electrónica y luego volver a la luz. Nuestra tecnología permite que el procesamiento se realice puramente con luz".
Normalmente, cuando dos rayos de luz se cruzan, los fotones individuales no interactúan ni se alteran entre sí, como lo hacen dos electrones cuando se encuentran. Los materiales ópticos especiales no lineales pueden hacer que los fotones interactúen, pero el efecto suele ser muy débil. Esto significa que se necesita una gran extensión del material para acumular gradualmente el efecto y hacerlo útil.
Sin embargo, al apretar la luz en un canal de solo 25 nanómetros (25 milmillonésimas de metro) de ancho, el equipo del Imperial aumentó su intensidad. Esto permitió que los fotones interactuaran más fuertemente en una distancia corta, cambiando la propiedad de la luz que emergió del otro extremo del canal de un micrometro.
Controlar la luz en una escala tan pequeña es un paso importante es la construcción de computadoras que usan la luz en lugar de la electrónica. La informática electrónica está al límite de la eficiencia: si bien es posible hacer un procesador electrónico más rápido, el costo de energía de mover datos de memoria alrededor de la computadora más rápido es demasiado alto.
Para que las computadoras sean más potentes, los procesadores se hacen más pequeños, de modo que pueden caber más en el mismo espacio, sin aumentar la velocidad de procesamiento. El procesamiento óptico puede generar poco o ningún calor, lo que significa que el uso de la luz puede hacer que las computadoras sean mucho más rápidas y eficientes.
El equipo logró el efecto mediante el uso de un canal de metal para enfocar la luz dentro de un polímero previamente investigado para su uso en paneles solares. Los metales son más eficientes para enfocar la luz que los materiales transparentes tradicionales y también se usan para dirigir señales eléctricas.
La nueva tecnología, por lo tanto, no solo es más eficiente, sino que se puede integrar con la electrónica actual, según los investigadores.
Rupert Oulton, del Departamento de Física de Imperial, dijo: "El uso de la luz para transferir información se ha acercado a nuestros hogares. Se utilizó por primera vez en cables transatlánticos, donde la capacidad era más crucial, pero ahora se está instalando banda ancha de fibra óptica en cada vez más calles en el Reino Unido. A medida que aumenta nuestro apetito por más datos, la óptica tendrá que entrar en el hogar y, finalmente, dentro de nuestras computadoras".
Además de proporcionar un paso importante hacia la informática óptica, el logro del equipo potencialmente resuelve un problema antiguo en la óptica no lineal. Como los haces de luz que interactúan con diferentes colores pasan a través de un material óptico no lineal a diferentes velocidades, pueden quedar "fuera de paso" y perderse el efecto deseado.
En el nuevo dispositivo, debido a que la luz viaja a una distancia tan corta, no tiene tiempo para perder el ritmo. Esto elimina el problema y permite que los dispositivos ópticos no lineales sean más versátiles en el tipo de procesamiento óptico que se puede lograr.
