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Cientistas armazenam luz na forma de som pela primeira vez

A descoberta pode ajudar no desenvolvimento de um novo tipo de tecnologia, os computadores ópticos, capazes de processar dados na velocidade da luz

Por Da redação 18 set 2017, 15h28

Um grupo de pesquisadores australianos conseguiu, pela primeira vez, armazenar informações contidas na luz em um microchip na forma de ondas sonoras. A descoberta, publicada nesta segunda-feira na revista Nature Communications, é particularmente importante para a computação, que pretende desenvolver um novo tipo de dispositivo capaz de processar dados na velocidade da luz.

Em vez de utilizar elétrons para processar dados, como fazem os aparelhos disponíveis atualmente, os computadores ópticos, como está sendo chamada essa nova geração de dispositivos, usam fótons (partículas elementares que compõem a luz). Isso faz com que eles possam processar dados a uma velocidade 20 vezes maior do que os laptops de hoje em dia. Os cientistas já sabem como armazenar informações em partículas de luz – é a mesma tecnologia utilizada pela fibra óptica. Porém, encontrar uma maneira para um chip de computador conseguir recuperar e processar dados armazenados em fótons é um desafio bem maior, especialmente porque a luz é rápida demais para que os microchips atuais consigam ler. Por isso, a ideia dos pesquisadores foi “desacelerar” a luz, convertendo-a em som.

“A informação em nosso chip em forma acústica viaja a uma velocidade de cinco ordens de magnitude mais lenta do que no domínio óptico”, disse em comunicado a supervisora do projeto, a física Birgit Stiller, da Universidade de Sidnei, na Austrália. “É como a diferença entre um trovão e um relâmpago.” O trovão é o barulho que o raio emite, enquanto o relâmpago corresponde à luz que aparece no céu. O relâmpago pode ser percebido por uma pessoa muito antes do trovão, pois o som demora mais para se propagar.

Ao converter a luz em som, os computadores poderiam ter os benefícios dos dados fornecidos via luz – alta velocidade, sem aquecimento causado pela resistência eletrônica e sem interferência de radiação eletromagnética – e a capacidade de retardá-los o suficiente para que os chips possam processá-los. “Este é um passo importante no campo do processamento de informação óptica, na medida em que este conceito satisfaz todos os pré-requisitos para as gerações atuais e futuras dos sistemas de comunicação óptica”, afirma Benjamin Eggleton, também da Universidade de Sidnei, um dos coautores da pesquisa.

Velocidade da luz

No estudo, a equipe desenvolveu um sistema de memória que transfere com precisão informações entre a luz e as ondas sonoras em um microchip fotônico – o tipo de chip que será usado em computadores ópticos. Nesse circuito, a informação entra primeiro como um pulso de luz e depois interage com um pulso acústico, sendo convertida em ondas sonoras. Por último, passa por um pulso de leitura que processa os dados na forma de som e os transmite novamente na forma de luz.

Esse caminho permite que os cientistas retardem a passagem da luz, que naturalmente ocorreria em apenas 2 ou 3 nanossegundos (um nanossegundo equivale à bilhonésima parte de um segundo), para 10 nanossegundos. Essa diminuição na velocidade foi suficiente não só para recuperar a informação que estava sendo transmitida, mas também para processar os dados com uma precisão sem precedentes.

“Nosso sistema não se limita a uma banda estreita. Assim, ao contrário dos sistemas anteriores, isso nos permite armazenar e recuperar informações em vários comprimentos de onda simultaneamente, aumentando enormemente a eficiência do dispositivo”, diz Stiller.

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