Des chercheurs de l'Université nationale de Séoul et de l'Université de Séoul ont développé un circuit intégré photonique programmable capable de ralentir la lumière à la demande. Oui, ils ont donné à la lumière la capacité de freiner – ce que beaucoup d'entre nous aimeraient pouvoir faire dans les embouteillages.

L'équipe, dirigée par les professeurs Namkyoo Park et Sunkyu Yu (génie électrique et informatique, SNU) et le professeur Xianji Piao (École de génie électrique et informatique, Université de Séoul), a publié ses travaux dans la revue Advanced Science. Leur objectif : résoudre un goulot d'étranglement informatique croissant.

L'IA générative et les modèles à grande échelle dévorent la puissance de calcul, et les semi-conducteurs électroniques conventionnels sont en surchauffe – ils consomment des tonnes d'énergie et atteignent les limites de vitesse de transmission des données. Entrez dans l'informatique optique, qui utilise la lumière au lieu des électrons. La lumière est rapide et efficace, mais elle a un défaut fatal : elle refuse de ralentir. On ne peut pas exactement dire à un photon d'attendre une minute pendant qu'on rattrape.

C'est là que la nouvelle puce entre en jeu. Elle utilise un phénomène appelé transparence induite par résonateur couplé (CRIT) pour contrôler la vitesse et la forme des signaux optiques. Traditionnellement, les dispositifs CRIT sont figés – une fois fabriqués, ils font la même chose pour toujours. Vous voulez un délai plus long ou une fréquence différente ? Tant pis, commandez une nouvelle puce. Cette inflexibilité a été un casse-tête majeur pour les serveurs d'IA et les centres de données qui ont besoin de traitement en temps réel.

L'équipe de la SNU a changé la donne en traitant deux états optiques – mode brillant et mode sombre – comme un seul paramètre ajustable et en ajoutant deux coupleurs à boucle contrôlables. Cela permet de reprogrammer la puce à la volée. Dans des simulations, ils ont montré qu'ils pouvaient retarder les signaux, ajuster la bande passante et même convertir la fréquence sans composants supplémentaires. Et oui, cela fonctionne dans des conditions réelles comme les pertes de matériau, la diaphonie thermique et les imperfections de fabrication.

Si elle est commercialisée, cette puce unique pourrait gérer la synchronisation des signaux, les lignes à retard ajustables, les tampons optiques et la conversion de fréquence – tout en étant aussi flexible qu'un système défini par logiciel. Cela signifie des centres de données et des serveurs d'IA plus petits, moins chers et plus économes en énergie. Les applications potentielles incluent également la conduite autonome, les communications de nouvelle génération et les technologies quantiques.

Le professeur Park a déclaré : « Cette recherche est significative en ce qu'elle propose un nouveau principe de conception qui permet de reconfigurer le flux de lumière dans les circuits intégrés photoniques selon les besoins, améliorant considérablement la flexibilité de conception. » Les co-premiers auteurs, le Dr Seungkyun Park et l'étudiant au doctorat Beomjoon Chae, ont ajouté : « Nous avons réalisé que réinterpréter la physique des résonateurs photoniques conventionnels sous un angle différent peut servir de point de départ pour découvrir de nouvelles fonctionnalités. »

Ainsi, la lumière peut enfin apprendre la patience. Maintenant, si seulement nous pouvions en faire autant pour les temps de chargement d'Internet.