mercoledì 21 Febbraio 2024

Fascio di luce

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Sullo sfondo, il Cosmo luminoso.

È pronto il chip che fa letteralmente i conti con la luce: calcola con semplici operazioni matematiche quale forma deve avere un fascio di luce per attraversare un ambiente con la massima efficienza.
Questa è una caratteristica fondamentale per i sistemi ottici senza fili di nuova generazione, che usano fasci di luce per trasportare i dati. Il risultato è stato ottenuto dal gruppo di ricerca internazionale guidato dal Politecnico di Milano, con il contributo anche della Scuola Superiore Sant’Anna di Pisa. Lo studio, pubblicato sulla rivista Nature Photonics, è cruciale per molte applicazioni del futuro: dall’Intelligenza Artificiale ai computer quantistici, dai sistemi di crittografia a quelli di localizzazione, fino ai sensori e ai sistemi che devono elaborare grandi quantità di dati a velocità molto elevata.

La luce è sensibile a ogni forma di ostacolo, anche molto piccolo: basti pensare a come vediamo gli oggetti indossando degli occhiali appannati. L’effetto è del tutto analogo su un fascio di luce che trasporta flussi di dati nei sistemi ottici wireless: l’informazione è completamente distorta e molto difficile da recuperare. Per risolvere questo problema i ricercatori guidati da SeyedMohammad SeyedinNavadeh hanno messo a punto piccoli chip di silicio che lavorano come delle ricetrasmittenti intelligenti: lavorando in coppia possono calcolare in modo autonomo la forma ottimale della luce per attraversare l’ambiente.
Non solo, possono anche generare molti fasci sovrapposti e indirizzarli senza che interferiscano uno con l’altro: in questo modo è possibile aumentare notevolmente la capacità di trasmissione. “I nostri chip sono dei processori matematici che fanno i conti con la luce quasi senza consumare energia”, spiega Francesco Morichetti del Politecnico di Milano, co-autore dello studio. “I vantaggi di questa tecnologia sono molteplici: estrema semplicità di elaborazione, elevata efficienza energetica ed enorme larghezza di banda, che supera i 5.000 gigahertz (una misura strettamente legata alla velocità di trasmissione dei dati)”.

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