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Chip revolucionário nos aproxima da computação na velocidade da luz

Uma equipe de cientistas criou um minúsculo chip de silicone que deixa a humanidade um passo mais perto da tecnologia da computação na velocidade da luz. O dispositivo é um divisor de feixe ultracompacto: Um chip microscópico que tem um feixe de entrada de luz e outros dois de saída. “Isso é análogo ao que separa dois canais de comunicação (por exemplo, um fluxo de vídeo a partir do PBS e outro da Netflix). Anteriormente, essa separação exigia alto consumo de energia eletrônica ou a utilização de dispositivos fotônicos, que eram muito maiores (e muito mais difíceis de serem integrados ao chip)”, explica Rajesh Menon, professor associado da Universidade de Utah, ao IFLScience.

Quando você acessa a Internet a partir do seu computador, partículas de luz (fótons) que contêm dados circulam por um cabo de fibra óptica, para transmitir o vídeo de um gatinho fofo ou a atualização do seu blog para a sua tela, por exemplo. Quando os fótons atingem o seu computador, eles precisam ser convertidos em elétrons para que o computador possa entender os dados. Isto nem sempre é muito eficiente, porque, simplificando, uma sobrecarga ocorre na conversão de fótons em elétrons, como quando duas pistas se encontram em uma estrada e causam engarrafamentos.

Estes novos microchips são fluentes em “linguagem de luz” e acabam com esta conversão de fótons em elétrons por trabalharem exclusivamente com partículas de luz. Como os fótons são as partículas que se movem mais rapidamente no Universo conhecido, eles podem tornar os computadores extremamente rápidos.

Criar o menor divisor de feixes já traz muitos desafios. Antes, o menor divisor de feixe era de 100 por 100 mícrons (um mícron, ou micrômetro, é um milionésimo de metro. Ou seja, 1 metro dividido 1 milhão de vezes), mas a equipe de Utah criou um chip de 2,4 por 2,4 microns. Para efeito de comparação, em uma escala semelhante, encontram-se a célula vermelha do sangue humano (10 microns) ou uma bactéria (cerca de 2 microns).

Portanto, esta nova “microtecnologia” será realmente cara, certo? Surpreendentemente, não muito. O tamanho do chip significa que menos matérias-primas são necessárias para fazê-lo e as técnicas para criar os chips oferecem processos maduros, preexistentes na eletrônica de silício. “Isso significa que nós podemos explorar a vasta infraestrutura de produção existente para permitir a integrada dos fótons”, disse Menon ao IFLScience.

Felizmente, esses chips também reduzirão a sua fatura de eletricidade. Quando os chips enviarem fótons ao invés de elétrons, os dispositivos precisarão de menos energia para funcionar e terão uma vida mais longa de bateria. (Imagine um smartphone que você não precisa carregar religiosamente todos os dias). Como resultado, eles também geram menos calor; o que resulta em descanso para o ventilador de refrigeração.

Verifica-se, de fato, que estas vantagens poderiam também oferecer benefícios para o meio ambiente. “Os datacenters de hoje consomem mais de 2% do total da eletricidade global. A redução do consumo de energia nos datacenters e em outros equipamentos eletrônicos pode reduzir nossas emissões de CO2 e deter a mudança do clima global”, garantiu Menon.

A equipe de Utah tem a ambição de produzir mais dispositivos como este no futuro. “Nossa visão é a de criar uma biblioteca de dispositivos de ultracompactos (incluindo beamsplitters, mas também outros dispositivos) que podem ser todos conectados de maneiras diferentes para permitir tanto a computação óptica e como as comunicações”, acrescenta Menon.

“Em seguida, precisamos fabricar os chips em um processo padrão de uma empresa, e, em seguida, fornecer esta biblioteca de dispositivos para os designers e, esperamos, aguçar a criatividade deles. Eu acredito que esses dispositivos serão usados em aplicações imprevisíveis, mas incrivelmente emocionantes”, conclui.