Cientistas estabelecem um novo recorde de velocidade da Internet com um chip óptico

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Usando um pente de frequência óptica baseado em chip, os pesquisadores transmitiram quase o dobro do tráfego global da Internet em um único segundo.

Em uma nova pesquisa, os cientistas explodiram as telecomunicações convencionais com um chip que pode enviar quase o dobro da quantidade de tráfego de toda a Internet em um único segundo - estabelecendo o recorde de velocidade para transmissão de dados. Os pesquisadores dizem que apenas uma fonte de luz e um chip óptico podem trabalhar juntos para produzir um “pente de frequência” capaz de velocidades de transmissão de dados impressionantes. Como pode a mesma pequena coleção de matérias-primas, ou seja, silício—o que já temos em nossos computadores domésticos e infraestrutura — produzir velocidades tão altas?

O novo chip foi fabricado por pesquisadores da Universidade de Copenhague, da Universidade Técnica da Dinamarca (DTU), da Universidade de Tecnologia de Chalmers, na Suécia, e da empresa japonesa Fujikura Ltd.. Seu artigo aparece na Nature Photonics.

“Demonstramos experimentalmente a transmissão de 1,84 Pbit s–1 em uma fibra de 37 núcleos e 7,9 km de comprimento usando 223 canais de comprimento de onda derivados de um único ressonador de anel microcomb produzindo um pente de frequência Kerr de pulso escuro estabilizado”, escrevem os autores.

Ok, há muito para desempacotar aqui. A estatística que chama a atenção aqui, no entanto, é a velocidade: 1,84 petabits ou, como explica o New Atlas, "quase o dobro do tráfego global da Internet por segundo". Conexões de internet domésticas de um a 10 gigabits são a tecnologia de ponta em tecnologia de consumo por enquanto, e um petabit é um milhão de gigabits. Os autores do artigo dizem que a fibra ótica - cabeamento baseado em vidro que transporta as maiores larguras de banda do tráfego da Internet - é a chave para a comunicação global que leva ao futuro, mas nossa tecnologia atual acabará atingindo seu limite.

Você se lembra das primeiras telecomunicações, como o código Morse transmitido por linhas telegráficas? Tudo o que se seguiu tem a mesma mecânica fundamental básica: ligado e desligado, 0 e 1, espaço e não-espaço. A parte "óptica" da fibra óptica é que ela é a portadora de flashes de luz extremamente rápidos. E um pente de frequência, uma das formas mais avançadas de enviar os menores e mais previsíveis flashes de luz, é o melhor natural da classe.

O que é um pente de frequência? O Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia (NIST) do governo dos EUA explicou como parte de um estudo recente publicado na revista Nature: "[Um] pente de frequência é um tipo de laser cuja luz consiste em muitas frequências bem definidas que pode ser medido com precisão. Olhando para o espectro do laser em uma tela, cada frequência se destaca como um dente de um pente, dando à tecnologia seu nome."

Os pentes de frequência são comumente usados ​​para medir o tempo e a distância com precisão, e as aplicações variam de relógios atômicos a telescópios.

Mas a equipe liderada pela Universidade de Copenhague está aproveitando essa mesma luz de uma nova maneira, para transportar uma quantidade surpreendente de dados. O chip óptico cria um pente de frequência, dividindo o laser em todo o espectro de luz e produzindo "centenas" de frequências ou cores distintas, de acordo com um comunicado de imprensa da DTU. Os pesquisadores podem então codificar dados em cada um desses comprimentos de onda separados de cor.

Um chip poderia substituir 1.000 lasers atualmente usados ​​em fibra ótica, tornando todo o sistema mais eficiente em termos de energia.

A infra-estrutura de redes de computadores ramifica-se em estruturas cada vez menores, que vem com um desvantagem: cada redução no "tamanho do tubo" vem com um ponto de transferência e hardware diferente. Tudo isso quer dizer que qualquer grande progresso em uma parte específica da tecnologia de computadores deve ser encarado com um grão de sal igualmente grande. Você não pode simplesmente colocar um chip de computador recorde mundial em nosso sistema existente. Se você já tentou salvar um computador antigo instalando uma nova RAM ou uma nova placa gráfica, por exemplo, pode ter aprendido uma lição difícil sobre a natureza holística dos computadores.