A partir del manto de invisibilidad de Harry Potter al dispositivo de invisibilidad romulano que es su buque de guerra invisible en "Star Trek", la magia de la invisibilidad era sólo el producto de escritores de ciencia ficción y soñadores.
Crédito: Dan Hixson y la Universidad de ingeniería de Utah
Pero la Universidad de Utah asociado con el profesor Rajesh Menon Ingeniero de computadora y su equipo han desarrollado un dispositivo de camuflaje para dispositivos integrados fotónicos microscópicos — los bloques de edificio de virutas fotónicas de computadora que se ejecutan en luz en lugar de corriente eléctrica, en un esfuerzo para hacer futuros chips más pequeños, más rápido y que consumen mucho menos energía.
El descubrimiento de Menon fue publicado en Internet el miércoles en la última edición de la revista de ciencia Nature Communications. El libro fue co-escrito por el estudiante de doctorado de la Universidad de Utah Bing Shen y Randy Polson, ingeniero senior de óptica Nanofab de la Universidad de Utah.
El futuro de las computadoras, de centros de datos y dispositivos móviles supondrá chips fotónicos en que datos son enviados alrededor y procesadas como fotones de luz en lugar de electrones. Las ventajas de chips fotónicos sobre chips de silicio de hoy, serán mucho más rápidos y consumen menos energía y por lo tanto emiten menos calor.
Y dentro de cada chip hay potencialmente miles de millones de dispositivos fotónicos, cada uno con una función específica en tanto los chips de la misma manera que tienen miles de millones de transistores tienen diferentes funciones dentro del silicio de hoy. Por ejemplo, un grupo de dispositivos puede realizar cálculos, y otro podría realizar cierto procesamiento y así sucesivamente.
El problema, sin embargo, es si dos de estos dispositivos fotónicos están demasiado cerca entre sí, no funcionará porque la fuga de luz entre ellos causará "diafonía" como interferencia de radio. Si ellos son espaciados para solucionar este problema, hasta ahora terminan con un chip que es demasiado grande.
Por lo que Menon y su equipo descubrieron que usted puede poner una barrera basada de silicio de especial nanométrica entre dos de los dispositivos fotónicos, que actúa como una "capa" y truquea un dispositivo de no ver el otro.
"El principio que estamos utilizando es similar a la de la capa de invisibilidad de Harry Potter", dijo Menon. "Cualquier luz que trate de un dispositivo es redirigido hacia atrás como para imitar la situación de no tener un dispositivo vecino. Es como una barrera, que empuja a la luz en el dispositivo original. Es ser engañado en el pensamiento no hay nada en el otro lado. "
En consecuencia, miles de millones de estos dispositivos fotónicos pueden ser embalados en un solo chip, y un chip puede contener más de estos dispositivos para más funcionalidad. Y ya que estos chips fotónicos utilizan fotones de luz en lugar de electrones para transferir datos, que acumulan calor, estos chips potencialmente podrían consumir 10 a 100 veces menos energía, que sería una bendición para lugares como centros de datos que usan enormes cantidades de electricidad.
Menon cree que la aplicación más inmediata de esta tecnología y para los chips fotónicos en general para los centros de datos similares a los utilizados por servicios como Google y Facebook. Según un estudio de laboratorio del Departamento de energía nacional Lawrence Berkeley, de centros de datos sólo en los Estados Unidos se consumieron 70 billones de kilovatios hora en 2014, o alrededor del 1.8 por ciento del consumo total de electricidad de Estados Unidos. Y que el uso de la energía se espera que aumente otro 4 por ciento en 2020.
"Para ir de la electrónica a la fotónica podemos hacer ordenadores más eficaces y, en definitiva, hacer un gran impacto en las emisiones de carbono y consumo de energía para todo tipo de cosas," dice Menon. "Es un gran impacto y muchas personas están tratando de resolverlo."
En la actualidad, los dispositivos fotónicos se utilizan principalmente en equipos militares de alta gama, y se espera se emplearán completos chips fotónicos basados en centros de datos en unos pocos años.
Crédito: Dan Hixson y la Universidad de ingeniería de Utah
Pero la Universidad de Utah asociado con el profesor Rajesh Menon Ingeniero de computadora y su equipo han desarrollado un dispositivo de camuflaje para dispositivos integrados fotónicos microscópicos — los bloques de edificio de virutas fotónicas de computadora que se ejecutan en luz en lugar de corriente eléctrica, en un esfuerzo para hacer futuros chips más pequeños, más rápido y que consumen mucho menos energía.
El descubrimiento de Menon fue publicado en Internet el miércoles en la última edición de la revista de ciencia Nature Communications. El libro fue co-escrito por el estudiante de doctorado de la Universidad de Utah Bing Shen y Randy Polson, ingeniero senior de óptica Nanofab de la Universidad de Utah.
El futuro de las computadoras, de centros de datos y dispositivos móviles supondrá chips fotónicos en que datos son enviados alrededor y procesadas como fotones de luz en lugar de electrones. Las ventajas de chips fotónicos sobre chips de silicio de hoy, serán mucho más rápidos y consumen menos energía y por lo tanto emiten menos calor.
Y dentro de cada chip hay potencialmente miles de millones de dispositivos fotónicos, cada uno con una función específica en tanto los chips de la misma manera que tienen miles de millones de transistores tienen diferentes funciones dentro del silicio de hoy. Por ejemplo, un grupo de dispositivos puede realizar cálculos, y otro podría realizar cierto procesamiento y así sucesivamente.
El problema, sin embargo, es si dos de estos dispositivos fotónicos están demasiado cerca entre sí, no funcionará porque la fuga de luz entre ellos causará "diafonía" como interferencia de radio. Si ellos son espaciados para solucionar este problema, hasta ahora terminan con un chip que es demasiado grande.
Por lo que Menon y su equipo descubrieron que usted puede poner una barrera basada de silicio de especial nanométrica entre dos de los dispositivos fotónicos, que actúa como una "capa" y truquea un dispositivo de no ver el otro.
"El principio que estamos utilizando es similar a la de la capa de invisibilidad de Harry Potter", dijo Menon. "Cualquier luz que trate de un dispositivo es redirigido hacia atrás como para imitar la situación de no tener un dispositivo vecino. Es como una barrera, que empuja a la luz en el dispositivo original. Es ser engañado en el pensamiento no hay nada en el otro lado. "
En consecuencia, miles de millones de estos dispositivos fotónicos pueden ser embalados en un solo chip, y un chip puede contener más de estos dispositivos para más funcionalidad. Y ya que estos chips fotónicos utilizan fotones de luz en lugar de electrones para transferir datos, que acumulan calor, estos chips potencialmente podrían consumir 10 a 100 veces menos energía, que sería una bendición para lugares como centros de datos que usan enormes cantidades de electricidad.
Menon cree que la aplicación más inmediata de esta tecnología y para los chips fotónicos en general para los centros de datos similares a los utilizados por servicios como Google y Facebook. Según un estudio de laboratorio del Departamento de energía nacional Lawrence Berkeley, de centros de datos sólo en los Estados Unidos se consumieron 70 billones de kilovatios hora en 2014, o alrededor del 1.8 por ciento del consumo total de electricidad de Estados Unidos. Y que el uso de la energía se espera que aumente otro 4 por ciento en 2020.
"Para ir de la electrónica a la fotónica podemos hacer ordenadores más eficaces y, en definitiva, hacer un gran impacto en las emisiones de carbono y consumo de energía para todo tipo de cosas," dice Menon. "Es un gran impacto y muchas personas están tratando de resolverlo."
En la actualidad, los dispositivos fotónicos se utilizan principalmente en equipos militares de alta gama, y se espera se emplearán completos chips fotónicos basados en centros de datos en unos pocos años.
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