12 373 personnes connectées

Bientôt un monde sans fil ? Demain, la lumière pourrait les remplacer dans les ordinateurs

ordinateur-lumiere-une

Les ordinateurs pourraient bientôt utiliser de la lumière à la place des fils électriques. En effet, en troquant leurs électrons pour des photons, les machines seront bien plus performantes et plus économes. DGS vous présente la dernière avancée majeure dans ce domaine d’avenir.

La lumière est beaucoup plus efficace pour la transmission de données que les fils électriques mais l’utiliser de manière fiable pour faire fonctionner un ordinateur est quelque peu problématique. Une équipe d’ingénieurs vient de créer une « liaison optique » fabriquée à partir de silicium et capable de dévier la lumière à angle droit. C’est un progrès important vers le remplacement des fils électriques dans les ordinateurs. La recherche a été menée par Jelena Vuckovic, professeur de génie électrique à l’université Stanford, et les résultats ont été publiés dans la revue Scientific Reports.

liaison-optique-silicium-stanford

« La lumière peut transporter beaucoup plus de données qu’un fil et il faut moins d’énergie pour transmettre des photons que des électrons », déclare Jelena Vuckovic dans un communiqué de presse. Son équipe a développé un algorithme qui a permis de développer ces dispositifs optiques de manière automatique. Il leur a également permis de concevoir les nanostructures nécessaires à la manipulation de la lumière pour la transmission de données optiques.

C’est cet algorithme qui a permis à l’équipe de scientifiques de construire la liaison optique : un très petit morceau de silicium sur lequel sont gravées des lignes verticales d’échelle nanométrique. Ce composant de huit microns de long agit comme un prisme, il sépare les faisceaux de lumière en fonction de leur longueur d’onde. Les gravures sont formées de telle sorte qu’elles redirigent la lumière à angle droit dans des directions opposées, formant un « T ». Manipuler la lumière de cette manière est une étape importante dans la transmission de données optiques. Le lien est fabriqué en silicium car son indice de réfraction est de 3,5. Les espaces entre les lignes gravées permettent aux chercheurs de manipuler avec précision les faisceaux lumineux.

prisme-lumiere

« Nous voulions être en mesure de laisser le logiciel concevoir la structure nanométrique en ne précisant que les entrées et les sorties voulues », explique Jelena Vuckovic. « Pendant de nombreuses années, les chercheurs en nanophotonique ont réalisé des structures utilisant une géométrie simple et des formes régulières. Les structures réalisées grâce à cet algorithme sont totalement différentes. »

La liaison optique est un composant complexe mais le premier algorithme l’avait approché comme un simple morceau de silicium. Les lignes gravées ont été ajoutées et tordues en suivant le modèle de calcul de l’optimisation convexe. Bien que l’ordinateur exécute plusieurs centaines d’essais pour s’assurer que la liaison optique est correctement calibrée, il ne prend que 15 minutes pour le faire.

laser-bleu

« Il n’y a aucun moyen de concevoir analytiquement ce type d’appareils », a ajouté l’auteur principal du rapport, Alexander Piggott. Au-delà de ce composant capable de rediriger la lumière en forme de « T », l’algorithme permet de concevoir d’innombrables façons de manipuler la lumière, ce qui sera très utile dans la transmission de données optiques.

onde-lumineuse

Ce composant de liaison optique est vraiment très ingénieux. Au bureau, on félicite les chercheurs qui l’ont mis au point, notamment les développeurs de l’algorithme qui a révolutionné le domaine de la nanophotonique. Imaginez-vous que dans quelques années votre ordinateur fonctionnera peut-être grâce à la lumière ?

Ces articles vont vous plaire

Accompagnez-nous sur les réseaux sociaux