Transistor ottico in silicio per computer molto più potenti

La Purdue University ha realizzato un transistor ottico in silicio a 10 GHz che mantiene proprietà importanti per il calcolo delle informazioni. Adesso però bisogna intervenire sul problema dei consumi, cruciale nel mondo dell'informatica.

La realizzazione di un transistor ottico al silicio potrebbe essere solo il primo passo concreto per sbarazzarci dell'elettronica tradizionale e avere dispositivi più veloci a ogni livello. Diversi team sono al lavoro, anche di aziende come IBM e Intel, ma alla Purdue University sembrerebbero aver imboccato una buona direzione verso una creazione - in un lontano futuro - di qualcosa di commerciale.

Il problema fondamentale oggigiorno è che i transistor sono elettronici e i cavi di comunicazione ottici. Questo impone una conversione dell'informazione elettronica a ottica e viceversa, che introduce non solo latenze, ma anche un maggiore consumo energetico.

Leo Varghese della Purdue University e il suo team hanno creato un transistor ottico in silicio - materiale cardine dell'industria attuale - che consiste di un risonatore a micro-anello posto in prossimità di una linea ottica. Questo transistor (che opera 10 GHz) conserva - a differenza di altre soluzioni finora realizzate - diverse proprietà importanti e imprescindibili, come ad esempio quella di "fan out", in cui l'uscita deve essere in grado di pilotare l'input per almeno altri due transistor, in modo da diffondere il segnale logico.

In circostanze ordinarie la luce entra nella linea ottica, vi passa attraverso e poi esce. A una specifica frequenza di risonanza però la luce interagisce con il risonatore a micro-anello, riducendo così il segnale d'uscita. In questo stato l'output è essenzialmente "off", anche se la fonte di luce è "on".

Per perfezionare il sistema i ricercatori si sono avvalsi di un'altra linea ottica, chiamata gate, per riscaldare il micro-anello, cambiandone così le dimensioni, la frequenza di risonanza e la capacità d'interagire con l'uscita. Questo consente al gate di far passare l'uscita tra on e off, e significa che un modesto segnale di gate può controllare un segnale di uscita molto più grande.

Varghese ha dichiarato che il rapporto del segnale di gate con quello fornito è di quasi 6 dB, sufficiente per pilotare almeno altri due transistor. Nonostante questo traguardo però, non sono tutte rose e fiori, in quanto prima di avere un computer composti totalmente da questi transistor bisognerà affrontare il tema dei consumi, elevati e imputabili ai laser usati per il sistema.