Cercetătorii de la Universitatea Națională din Seul și Universitatea din Seul au dezvoltat un circuit fotonic integrat programabil care poate încetini lumina atunci când este nevoie. Da, au dat luminii capacitatea de a frâna – ceva ce mulți dintre noi am vrea să putem face în trafic.

Echipa, condusă de profesorii Namkyoo Park și Sunkyu Yu (Inginerie Electrică și Calculatoare, SNU) și profesoara Xianji Piao (Școala de Inginerie Electrică și Calculatoare, Universitatea din Seul), și-a publicat lucrarea în revista Advanced Science. Scopul lor: rezolvarea unui blocaj informatic tot mai mare.

Inteligența artificială generativă și modelele la scară largă au înghițit putere de calcul, iar semiconductoarele electronice convenționale transpiră – consumă tone de energie și ating limitele de viteză de transmisie a datelor. Intră în scenă calculul optic, care folosește lumina în locul electronilor. Lumina este rapidă și eficientă, dar are un defect fatal: refuză să încetinească. Nu poți să-i spui unui foton să aștepte un pic până te prinzi.

Aici intervine noul chip. Acesta folosește un fenomen numit transparență indusă de rezonatoare cuplate (CRIT) pentru a controla viteza și forma semnalelor optice. În mod tradițional, dispozitivele CRIT sunt rigide – odată fabricate, fac un singur lucru pentru totdeauna. Vrei o întârziere mai lungă sau o frecvență diferită? Prea rău, comandă un chip nou. Această inflexibilitate a fost o durere de cap majoră pentru serverele AI și centrele de date care au nevoie de procesare în timp real.

Echipa SNU a schimbat jocul tratând două stări optice – modul luminos și modul întunecat – ca un singur parametru ajustabil și adăugând două cuploare de buclă controlabile. Acest lucru permite ca chipul să fie reprogramat din mers. În simulări, au arătat că pot întârzia semnale, ajusta lățimea de bandă și chiar converti frecvența fără componente suplimentare. Și da, funcționează în condiții reale, cum ar fi pierderi de material, diafonie termică și imperfecțiuni de fabricație.

Dacă va fi comercializat, acest singur chip ar putea gestiona sincronizarea semnalelor, linii de întârziere ajustabile, tampoane optice și conversie de frecvență – toate fiind la fel de flexibile ca un sistem definit software. Asta înseamnă centre de date și servere AI mai mici, mai ieftine și mai eficiente energetic. Aplicațiile potențiale includ și conducerea autonomă, comunicațiile de ultimă generație și tehnologiile cuantice.

Profesorul Park a spus: „Această cercetare este semnificativă prin faptul că propune un nou principiu de proiectare care permite reconfigurarea fluxului de lumină în circuitele fotonice integrate după cum este necesar, sporind considerabil flexibilitatea proiectării.” Co-primii autori Dr. Seungkyun Park și doctorandul Beomjoon Chae au adăugat: „Ne-am dat seama că reinterpretarea fizicii rezonatoarelor fotonice convenționale dintr-o perspectivă diferită poate servi ca punct de plecare pentru descoperirea de noi funcționalități.”

Deci lumina poate învăța în sfârșit răbdarea. Acum, dacă am putea face același lucru și pentru timpii de încărcare a internetului.