Eine Symphonie in deinem Computer? University of Sydney Forscher entwickeln erste Microchip, die Licht als Sound speichert

Eine Symphonie in deinem Computer? University of Sydney Forscher entwickeln erste Microchip, die Licht als Sound speichert

Wissenschaftler der University of Sydney in Australien haben die Der weltweit erste Hybrid-Mikrochip in der Lage, Lichtwellen in Schallwellen zu übertragen. Daten in Form von Lichtwellen gelangen über Glasfaserkabel in den Chip, werden über ein dünnes Kabel in Form von Schallwellen über das Kabel übertragen und anschließend in Form von Lichtwellen wieder ausgesendet.

Mikrochip

In Bezug auf die Datenübertragung halten die meisten von uns schneller für besser - und nichts ist schneller als Licht. Unter bestimmten Umständen, z. B. in Telekommunikations- und Cloud-Rechenzentren, ist es jedoch zu schnell, wenn es um Daten geht.

Ebenso ist bei der Übertragung von Daten über große Entfernungen die Geschwindigkeit von entscheidender Bedeutung. Bei der Verarbeitung von Informationen bewegen sich Daten in Form von Lichtwellen jedoch zu schnell, als dass Computer sie analysieren und darauf reagieren könnten.

Um nützlich zu sein, müssen Daten auf einem Chip verlangsamt werden.

Die herkömmliche Methode, Daten auf für Computer verwaltbare Geschwindigkeiten zu verlangsamen, besteht darin, die Lichtwellen in elektromagnetische Wellen umzuwandeln, die sich wesentlich langsamer bewegen. Dies erzeugt jedoch eine erhebliche Wärmemenge und erfordert viel elektrischen Strom.

Die Forscher der Universität Sydney umgehen dieses Problem, indem sie Lichtwellen im Gegensatz zu elektromagnetischen Wellen in Schallwellen umwandeln.

Der von ihnen entwickelte Chip ermöglicht es Computern, Daten in akustischer Form und nicht in elektronischer Form zu verarbeiten. In einer Pressemitteilung Dr. Birgit Stiller, ein Hauptautor und Projektleiter, sagte, der Unterschied zwischen den Daten in faseroptischer und akustischer Form sei "wie der Unterschied zwischen Blitz und Donner".  

Stiller erklärte gegenüber The University Network (TUN) jedoch: „Die Lichtgeschwindigkeit kann… im Falle einer Synchronisation störend sein, und daher ist eine optische Lösung für ein kurzfristiges 'Parken' (das eine Form des Gedächtnisses ist) erforderlich . "

Die Forscher verwendeten eine andere Methode, um dies zu erreichen. "Unser Ansatz ist eine Lösung für ein Lichtgedächtnis, das vollständig von Lichtimpulsen gesteuert wird", sagte sie. "Damit bleiben alle Vorteile der Photonik erhalten."

Laut Stiller ist die photonische Chip-Technologie seit über einem Jahrzehnt in Arbeit. "Dieser spezielle Chip wurde jedoch in den letzten zwei Jahren untersucht", sagte sie.

Der nächste Schritt in dieser Forschung wäre die Integration dieser Schallwellentechnologie in Siliziumchips für die Massenproduktion Moritz Merklein, Doktorandin an der Universität und Mitautorin dieser Studie.

Merklein geht davon aus, dass sich diese neue Technologie auf die vorhandene Datenverarbeitungsinfrastruktur auswirken wird. „Rechenzentren… leiden derzeit unter einem hohen Energieverbrauch und einer hohen Wärmeerzeugung“, sagte er. "Unsere Vision ist es, die elektronischen Verbindungen zwischen verschiedenen Prozessoren und Rechenmaschinen durch photonische 'Drähte' zu ersetzen."

Mit anderen Worten, Rechenzentren, die mit vielen ein- und ausfließenden Daten umgehen müssen, verbrauchen derzeit enorme Mengen an Strom und erzeugen viel Wärmeenergie. Diese Probleme können beseitigt werden, wenn die in die Rechenzentren eintretenden Lichtwellen nicht in elektromagnetische Wellen umgewandelt, sondern zur Verarbeitung in Schallwellen umgewandelt und dann als Lichtwellen zurückgesendet werden. Die Forscher erreichen dieses Ziel mit ihrem neuen Hybrid-Mikrochip.

Das vollständige Papier wird in veröffentlicht Nature Communications.

Khu Vu und Stephen J. Madden von der Australian National University und Benjamin J. Eggleton auch von der Universität von Sydney trug zu dieser Forschung bei.

Die University Network