Zamrozili światłowód do -196°C. Efekt może zmienić komputery na zawsze

Naukowcy zrobili coś, co brzmi jak eksperyment z filmu SF – zamrozili światłowód do temperatury ciekłego azotu, czyli minus 196 stopni Celsjusza. Efekt przerósł ich oczekiwania: oddziaływanie między światłem a falami dźwiękowymi wewnątrz włókna wzrosło o kilka rzędów wielkości. To odkrycie może przyspieszyć rozwój komputerów fotonicznych i kwantowych, które obiecują wydajność nieosiągalną dla dzisiejszych układów krzemowych.

Czy zwykły światłowód może działać w tak niskiej temperaturze?

→ Czytaj też: Most z drukarki 3D w 20 godzin. MIT tnie beton o 76% i zmienia budownictwo

Badacze wykorzystali światłowód z ciekłym rdzeniem – to taki, w którym światło nie biegnie przez szkło, tylko przez specjalną ciecz zamkniętą w kapilarze. Po schłodzeniu całego włókna do -196°C okazało się, że materiały w środku zmieniły swoje właściwości optyczne i akustyczne tak bardzo, że światło i fale dźwiękowe zaczęły ze sobą niezwykle silnie oddziaływać. W normalnych warunkach efekt ten jest słaby – tutaj stał się dominującym zjawiskiem.

Po co komu oddziaływanie światła i dźwięku w światłowodzie?

→ Czytaj też: Zaskakujące odkrycie w kamieniu z Iranu. Natura zrobiła to, czego fizycy nie potrafią

To nie jest ciekawostka fizyczna. W komputerach fotonicznych zamiast prądu używa się światła do przesyłania informacji. Światło jest szybsze, nie nagrzewa się tak jak elektrony w krzemie, ale trudno nim sterować. Fale dźwiękowe – które też można traktować jako rodzaj sygnału – pozwalają precyzyjnie modulować światło. Im silniejsze to sprzężenie, tym więcej operacji można wykonać w jednym włóknie. W praktyce oznacza to, że przyszłe procesory optyczne mogłyby działać wielokrotnie szybciej niż dzisiejsze, przy znacznie mniejszym zużyciu energii.

Co to oznacza dla twojego komputera i internetu?

Odkrycie jest na wczesnym etapie, ale jeśli uda się je przełożyć na komercyjne technologie, konsekwencje będą konkretne. Komputery fotoniczne mogłyby przetwarzać dane tak szybko, że dzisiejsze superkomputery będą przy nich wyglądać jak kalkulatory. Dla zwykłego użytkownika to szybsze procesory w laptopach, mniej nagrzewające się urządzenia i większa wydajność przy mniejszym rachunku za prąd. Dla internetu – światłowody lepiej oddziałujące z dźwiękiem mogą znacząco zwiększyć przepustowość sieci bez układania nowych kabli.

Naukowcy podkreślają, że kluczowym wyzwaniem pozostaje utrzymanie tak niskiej temperatury w praktycznych urządzeniach. Ciekły azot jest tańszy niż hel używany w nadprzewodnikach, ale wciąż wymaga specjalnej infrastruktury. Mimo to efekt jest tak silny, że inżynierowie już myślą o sposobach integracji takich zamrożonych światłowodów z istniejącymi systemami.

Źródło: Chip.pl