Circuiti ottici, le frequenze potrebbero volare

Da qualche anno, nel settore dei microprocessori, le frequenze sono bloccate tra i 3 e i 4 GHz. C'è chi sta studiando come raggiungere risultati ampiamente maggiori grazie ai circuiti ottici.

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a cura di Manolo De Agostini

Dalla corsa al gigahertz a cui abbiamo assistito nel settore dei microprocessori tra gli anni novanta e i primi rintocchi del 2000, sembra passato un secolo. A farne le spese fu soprattutto Intel, che arrivò a realizzare soluzioni oltre i 3 GHz, che consumavano e scaldavano troppo. Motivi per cui in molti si rivolsero alla sua concorrente, AMD. Ora la gara si gioca sui core e dai quattro odierni presto raggiungeremo gli 8 e poi chissà quale traguardo.

Un gruppo di studiosi, tuttavia, pensa che è ancora possibile raggiungere frequenze da record: i cosiddetti "terahertz computer" potrebbero essere a un tiro di schioppo, se al posto dei circuiti elettrici verranno implementati circuiti ottici.

I ricercatori dell'Università dello Utah, per spiegare il loro progetto, ci hanno ricordato le parole di Pat Gelsinger di Intel del 2002: il dirigente affermò che entro il 2010 i processori avrebbero raggiunto frequenze di 30 o 40 GHz. Parole folli? Forse, ma non per Ajay Nahata, professore dell'università americana. Secondo Nahata, le frequenze dei processori potrebbero salire velocemente se solo si puntasse sulle tecnologie ottiche. Entro una decina di anni, potrebbero essere in commercio computer a con circuiti ottici superveloci.

Le affermazioni di Nahata si basano su una ricerca preliminare volta a realizzare circuiti con collegamenti ottici anziché elettrici. Lo scienziato e il suo team sono stati in grado di realizzare l'equivalente dei fili elettrici per trasportare la luce, conosciuta anche come radiazione terahertz e che si crede possa essere l'ultima porzione inesplorata dello spetto elettromagnetico. L'obiettivo della ricerca è quindi quello di sviluppare circuiti che possano lavorare molto più velocemente di quelli odierni, "in modo da ottenere computer e una trasmissione dei dati molto più veloce", ha affermato lo studioso.

La configurazione utilizzata per la prova includeva un pezzo di foglio in acciaio inossidabile della misura di 10,1 x 2,5 centimetri e dello spessore di 625 micron. Gli scienziati hanno perforato il metallo realizzando buchi rettangolari, i quali sono stati sistemati gli uni a fianco agli altri in tre differenti modelli per formare i "fili" in cui far passare la radizione terahertz. Ad oggi il progetto non ha ancora raggiunto la velocità di 1 THz, ma gli scienziati affermano che preferiscono scegliere una frequenza che possono generare e misurare: circa 0,3 THz (300 GHz).

"I circuiti elettronici di oggi lavorano a frequenze di qualche gigahertz, miliardi di cicli per secondo. Con questo studio, abbiamo fatto il primo passo in avanti nella realizzazione di circuiti in grado di utilizzare la radiazione terahertz e potenzialmente in grado di lavorare centinaia di volte più velocemente rispetto ad oggi". Nonostante il concetto di radiazione terahertz sia conosciuto da tempo, Nahata ha affermato che il suo team è stato in grado di mostrare "come realizzare queste guide d'onda su una superficie piana, in modo da realizzare circuiti come quelli elettronici su chip di silicio".

"Tutto quello che abbiamo fatto è realizzare i fili per i circuiti terahertz. Ora il problema è come realizzare i dispositivi - come switch, transistor e modulatori - per le frequenze terahertz".