Chip fotonici al silicio, i computer faranno calcoli istantanei

Un nuovo diodo permette di eliminare la necessità di convertire la luce in elettroni. Processando direttamente i fotoni, i ricercatori del MIT promettono computer senza colli di bottiglia. La tecnologia di produzione è replicabile con i macchinari usati dall'industria tecnologica.

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a cura di Manolo De Agostini

I chip fotonici al silicio sono una realtà sempre più concreta. Dopo le ricerche dell'Università di Berkeley e della California, è il MIT di Boston a fare un nuovo passo verso l'uso dei fotoni anziché degli elettroni per lo scambio di dati tra componenti elettronici.

Questa tecnologia potrebbe aumentare in modo esponenziale la velocità di trasmissione dati. La luce viaggia più rapidamente degli elettroni e laddove i fili possono trasportare un singolo flusso di elettroni, nei computer ottici si possono far viaggiare senza interferenze più fasci di luce, cioè più flussi di dati. In questo modo si eliminerebbero i colli di bottiglia attuali e si avrebbe la possibilità di realizzare più operazioni in un tempo di gran lunga inferiore a quello necessario oggi.

I ricercatori hanno realizzato un diodo (chiamato di luce) che elimina un passaggio necessario, cioè la conversione dei fotoni in elettroni, permettendo di processare direttamente il segnale di luce. Il nuovo diodo consente alla luce di scorrere in un'unica direzione, proprio come fa un diodo tradizionale con la corrente elettrica.

A differenza dei sistemi fotonici attuali, non serve un dispositivo chiamato isolatore, usato per azzerare le riflessioni parassite della luce che potrebbero destabilizzare i laser che producono i segnali ottici e ridurre l'efficienza della trasmissione. Il nuovo sistema compie questa operazione nella stessa parte del chip che processa del segnale.

Per realizzare il diodo, i ricercatori hanno identificato un materiale sia trasparente che magnetico, una forma del granato che normalmente non va d'accordo con i wafer di silicio usati per i microchip. Si tratta tuttavia di una buona soluzione perché ha un indice di rifrazione diverso secondo la direzione del fascio di luce a cui è esposto.

La grande novità è che i ricercatori sono riusciti a depositare una sottile pellicola di granato coprendo la metà di un anello connesso al canale di trasmissione della luce presente all'interno del chip. In questo modo sono riusciti a far sì che la luce attraversi il chip in un'unica direzione, deviando all'interno di un anello un fascio diretto nel senso opposto.

Questo metodo di produzione, secondo Caroline Ross che ha curato l'esperimento, è replicabile con i macchinari di produzione usati dall'industria tecnologica, il che facilita la realizzazione di chip fotonici al silicio grazie al contenimento dei costi di partenza. Per ora non ci sono notizie certe su quando avremo chip fotonici nei nostri computer, ma sappiate che numerose aziende tra cui Intel sono al lavoro da tempo su progetti simili.