Gli scienziati stabiliscono un nuovo record di velocità Internet con un chip ottico

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Utilizzando un pettine di frequenza ottico basato su chip, i ricercatori hanno trasmesso quasi il doppio del traffico Internet globale in un solo secondo.

In una nuova ricerca, gli scienziati hanno fatto saltare il tetto alle telecomunicazioni convenzionali con un chip che può inviare quasi il doppio della quantità di traffico dell’intera Internet in un solo secondo, stabilendo il record di velocità per la trasmissione dei dati. I ricercatori affermano che solo una sorgente luminosa e un chip ottico possono lavorare insieme per produrre un "pettine di frequenza" in grado di raggiungere velocità di trasmissione dei dati sorprendenti. Come può la stessa minuscola raccolta di materie prime, vale a dire il silicio—ciò che già abbiamo nei nostri computer e nelle nostre infrastrutture domestiche: produrre velocità così più elevate?

Il nuovo chip è stato realizzato da ricercatori dell'Università di Copenaghen, dell'Università Tecnica della Danimarca (DTU), della Chalmers University of Technology in Svezia e della società giapponese Fujikura Ltd.. Il loro articolo appare su Nature Photonics.

"Abbiamo dimostrato sperimentalmente la trasmissione di 1,84 Pbit s-1 su una fibra a 37 core, lunga 7,9 km, utilizzando 223 canali di lunghezza d'onda derivati ​​da un singolo risonatore ad anello a microcomb che produce un pettine di frequenza Kerr a impulsi scuri stabilizzato", scrivono gli autori.

Ok, c'è molto da disfare qui. La statistica che fa notizia qui, però, è la velocità: 1,84 petabit o, come spiega New Atlas, "quasi il doppio del traffico Internet globale al secondo". Le connessioni Internet domestiche da uno a 10 gigabit sono per ora all'avanguardia nella tecnologia di consumo e un petabit equivale a un milione di gigabit. Gli autori dello studio affermano che la fibra ottica, il cablaggio in vetro che trasporta le maggiori larghezze di banda del traffico Internet, è fondamentale per la comunicazione globale che porta al futuro, ma la nostra attuale tecnologia prima o poi raggiungerà il suo limite.

Ricordate le prime telecomunicazioni, come il codice Morse trasmesso tramite le linee telegrafiche? Tutto ciò che è seguito ha la stessa meccanica fondamentale di base: accensione e spegnimento, 0 e 1, spazio e non-spazio. La parte "ottica" della fibra ottica è che è il vettore di lampi di luce estremamente rapidi. E un pettine di frequenza, uno dei modi più avanzati per inviare i lampi di luce più piccoli e prevedibili, è naturalmente il migliore della categoria.

Cos'è un pettine di frequenza? Il National Institute of Standards and Technology (NIST) del governo statunitense, in un suo recente studio apparso sulla rivista Nature, ha spiegato: "[A] il pettine di frequenza è un tipo di laser la cui luce consiste di molte frequenze ben definite che può essere misurato con precisione. Osservando lo spettro del laser su un display, ogni frequenza risalta come un dente di un pettine, dando il nome alla tecnologia."

I pettini di frequenza sono comunemente usati per misurare il tempo e la distanza con precisione e le applicazioni vanno dagli orologi atomici ai telescopi.

Ma il team guidato dall’Università di Copenaghen sta sfruttando proprio quella luce in un modo nuovo, per trasportare una quantità sorprendente di dati. Il chip ottico crea un pettine di frequenza, suddividendo il laser nell'intero spettro della luce e producendo "centinaia" di frequenze o colori distinti, secondo un comunicato stampa della DTU. I ricercatori possono quindi codificare i dati su ciascuna di quelle lunghezze d’onda di colore separate.

Un chip potrebbe sostituire 1.000 laser attualmente utilizzati nelle fibre ottiche, rendendo l’intero sistema più efficiente dal punto di vista energetico.

L'infrastruttura della rete informatica si ramifica in strutture sempre più piccole, che vengono fornite con a svantaggio: ogni scalata nella "dimensione del tubo" viene fornita con un punto di trasferimento e hardware diverso. Tutto ciò vale a dire che qualsiasi grande progresso in una parte specifica della tecnologia informatica deve essere preso con le stesse pinze. Non puoi semplicemente inserire un chip da record mondiale nel nostro sistema esistente. Se hai mai provato a salvare un computer che invecchia installando nuova RAM o una nuova scheda grafica, ad esempio, potresti aver imparato una dura lezione sulla natura olistica dei computer.