Новый стандарт в оптике: данные передаются быстрее, чем моргает человек

Каждую секунду терабайты данных путешествуют по оптоволоконным кабелям, связывая весь мир. Но чтобы эти потоки информации достигли цели, нужны эффективные системы переключения.

Фото: unsplash.com by Lewis Ngugi ngeshlew, https://creativecommons.org/public-domain/pdm/

Цифровые данные

До недавнего времени фотонные переключатели сталкивались с дилеммой: увеличивая скорость обработки данных, они становились громоздкими, дорогими и энергозатратными.

Миниатюрный прорыв

Учёные из Пенсильванского университета разработали уникальный фотонный переключатель размером 85x85 микрометров — меньше зерна соли. Новая технология описана в Nature Photonics. Она позволяет управлять светом с невероятной точностью, ускоряя передачу данных в глобальных сетях.

"Этот переключатель способен ускорить всё: от потокового видео до работы искусственного интеллекта," — отмечает профессор Лян Фэн, один из авторов разработки.

Уникальная физика

Секрет технологии кроется в использовании неэрмитовой физики — области квантовой механики, изучающей необычные поведения систем. Это позволяет исследователям точно направлять свет внутри устройства.

"Мы можем контролировать усиление и потери материала, чтобы свет попадал туда, куда нужно," — поясняет докторант Силин Фэн.

Такой подход обеспечивает рекордную скорость — переключение сигнала происходит за 100 пикосекунд. Это в миллиарды раз быстрее мигания глаза.

Кремний для масштабирования

Устройство создано с использованием кремния — доступного материала, широко применяемого в полупроводниковой индустрии. Это открывает возможности для массового производства.

"Ранее такой уровень управления светом не достигался на кремниевой платформе," — подчеркивает соавтор исследования Шуан У.

Технология будущего

На основе этого переключателя можно создавать более быстрые и эффективные дата-центры, что станет прорывом для интернет-инфраструктуры.

"Скорость передачи данных ограничена только нашей способностью её контролировать," — добавляет Лян Фэн.

Уточнения

Интерне́т (англ. Internet, от англ. Internet protocol — досл.: «межсетевой протокол», по первому протоколу передачи данных, который объединил отдельные компьютерные сети во всемирную сеть, «сеть сетей») — коммуникационная сеть и всемирная система объединённых компьютерных сетей для хранения и передачи информации.

Да́нные — зарегистрированная информация; представление фактов, понятий или инструкций в форме, приемлемой для общения, интерпретации, или обработки человеком или с помощью автоматических средств.