Primeiro processador fotônico a usar polarização, 300 vezes mais rápido que os processadores atuais.

Pesquisadores da Universidade de Oxford desenvolveram o primeiro processador fotônico que usa polarização de luz para aumentar a densidade de armazenamento e o desempenho da computação.

A fotônica tem grandes vantagens sobre a eletrônica. E o fato é que a luz é mais rápida e funcional em grandes larguras de banda. Vários projetos de pesquisa estão em andamento para explorar as propriedades da fotônica na computação computacional, pois já estão sendo usadas em outras áreas, como telecomunicações e redes de computadores.

Processador fotônico deslocado

Para entender esse estudo, publicado na revista Science Advances , é preciso dizer que a luz tem uma propriedade interessante que pode ser usada para cálculos. Diferentes comprimentos de onda de luz não interagem entre si, e isso é usado, por exemplo, em fibras ópticas para comunicação. Diferentes polarizações de luz também não interagem entre si. Cada um deles pode ser utilizado como um canal de informação independente, o que permite armazenar informações em vários canais. 

Usando esse conceito, os pesquisadores desenvolveram o primeiro processador fotônico usando polarização de luz. Para fazer isso, eles desenvolveram um nanofio HAD (Hybridized Active Dielectric) usando um material que exibe propriedades de material comutáveis ​​quando iluminado com pulsos ópticos. Cada nanofio responde seletivamente a uma direção específica de polarização, de modo que as informações podem ser processadas simultaneamente usando várias polarizações em diferentes direções.

O desenvolvimento aumenta a densidade em várias ordens de grandeza em comparação com os chips eletrônicos convencionais. A velocidade computacional é mais rápida porque esses nanofios são modulados com pulsos ópticos que rodam em nanossegundos. O novo chip promete ser mais de 300 vezes mais rápido e mais denso que os chips existentes.

“Este é apenas o começo do que gostaríamos de ver no futuro, que é o uso de todos os graus de liberdade que a luz oferece, incluindo a polarização, para paralelizar drasticamente o processamento de informações”, explicam os pesquisadores. O projeto está em fase preliminar e exigirá anos de desenvolvimento, mas está gerando interesse.

Eletrônica, fotônica e novos materiais

Deve-se dizer que a lei de Moore, que definiu a estratégia de negócios na indústria de semicondutores, que permitiu o surgimento do microprocessador, e depois do computador pessoal, foi a chave para aumentar a densidade, e com ela o número de transistores e, em última análise, atuação.

Hoje está acabado porque os materiais (silício) e as tecnologias modernas não permitem mais. E é fundamental melhorar ainda mais a produtividade, bem como trabalhar com funções como inteligência artificial e machine learning, que exigem hardware especializado e mais avançado do que hoje.

E se não podemos aumentar o número de transistores na taxa que precisamos, como podemos incluir mais funcionalidades em cada um? A resposta pode ser projetos como esse processador fotônico que usa a característica de polarização da luz.