Science

Informatique photonique : le MIT crée des diodes lumineuses qui permettent de réaliser des microprocesseurs optiques

Commercialement, les LEDs ont perdu une partie de leur prestige au profit des OLEDs, AMOLEDs, Super AMOLEDS, qHDs et qui sait ce qui va encore arriver. Parallèlement, les LED sont les principaux piliers de la technologie de consommation. Avec une longue histoire de recherche et de développement, toutes ces nouvelles technologies ne seraient pas possibles avec de simples clignotants. Le LED a toujours régné comme un parrain bienveillant pour tous.

Heureusement, la science ne fait qu’avancer, et pour le prouver, non seulement une équipe de haut niveau du MIT a créé des diodes lumineuses qui rendent possibles les puces de silicium photonique, mais toutes les recherches ont été coordonnées par un scientifique de très haut calibre.

Outre le fait qu’il est beau de contempler un travail aussi novateur développé par une femme, dans un écosystème universitaire sommairement dominé par nous, les garçons, la découverte a une valeur extrêmement significative pour l’industrie de la consommation et va certainement changer son panorama dans peu de temps.

La technique utilisée pour la fabrication est la même que celle utilisée pour la fabrication des microprocesseurs standard. Le grand intérêt du projet était de convertir les conducteurs (voies) au format photonique, au lieu du format électronique, dans des processeurs informatiques et des cartes de circuits intégrés.

En électronique, une diode est une sorte de passerelle par laquelle les électrons passent dans une direction spécifique. Dans le cas des LED, elles émettent également de la lumière lors de ce passage.

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Dans le cas de ce projet dirigé par le professeur Caroline Ross du MIT, les nouvelles diodes ont été fabriquées à partir d’une fine couche de grenat, un minéral de la famille des nésosilicates qui est utilisé depuis l’âge du bronze comme abrasif et aussi comme pierre précieuse.

Le grenat offrait un avantage particulier pour le travail de recherche de l’enseignant. Il est transparent dans une direction et opaque dans une autre en ce qui concerne sa caractéristique basale de réfraction de la lumière. Il est utilisé sous sa forme durcie comme dépôt sur la plaquette de silicium lors du processus de fabrication des microprocesseurs. Mais c’est exactement là que les ingénieurs ont découvert le saut du chat.

En gros, avec les mêmes outils et procédures de construction de microprocesseurs qui existent déjà, il est possible de créer un circuit en silicium dont les interconnexions sont optiques plutôt qu’électroniques. Les photons se déplacent extrêmement vite que les électrons dans les méta-matériaux transparents… comme une grenade, par exemple. Mais ce n’était pas un simple coup de chance pour les ingénieurs de la choisir pour le travail.

Le 13, le professeur Caroline Ross a publié un texte sur un travail de recherche approfondi dans ce sens, dans lequel le dispositif en question, analogue à la diode électronique, permet au courant électrique de circuler dans un sens, mais le bloque dans un autre, créant ainsi un chemin unique vers la lumière au lieu de l’électricité comme produit final de la conduction.

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En outre, les conducteurs optiques peuvent transporter beaucoup plus que leurs homologues électroniques. Selon l’enseignante et sa classe, les centaines de câbles et de conducteurs en cuivre qui relient la mémoire, les cartes et les circuits d’une unité centrale, lorsqu’on les remplace par des puces photoniques à base de diodes lumineuses, peuvent conduire à des cartes mères ne comportant pas plus de 10 ou 20 canaux.

Dans de nombreux systèmes de communication actuels, les données voyagent à travers des faisceaux de lumière transmis par des fibres optiques. Une fois que le signal optique atteint sa destination, il est converti sous sa forme électronique et traité par des circuits qui le reconvertissent en lumière au moyen d’un laser. Le nouveau dispositif proposé par les recherches du Dr Carol Ross élimine ces étapes de conversion, ce qui permet de traiter le signal lumineux directement, sans intermédiation.

Pour en arriver là, elle et toute son équipe se sont cassées la tête pour trouver un matériau à la fois transparent et magnétique, quelque chose qui ressemble à un éléphant blanc et qui démontre des conditions qui se produisent rarement parmi les minéraux.

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La grenade est tout à fait souhaitable dans cet état, car elle possède un indice de réfraction très particulier (la courbure de la lumière lorsqu’elle pénètre dans un matériau), réfléchissant la lumière dans une direction plutôt qu’une autre, selon l’endroit où le faisceau lumineux est dirigé.

En bref, les travaux de Ross permettent enfin de fabriquer des processeurs 100% optiques. Et le meilleur : utiliser les mêmes machines et les mêmes méthodologies actuelles.

Dans un avenir très proche, des processeurs optiques devraient être utilisés pour les réseaux, principalement dans les dorsales et les routeurs. Surtout parce que ce sont des monstres affamés qui consomment de grandes quantités d’énergie en raison de leur taille et du formatage actuel de leur matériel.

Avec de la chance, peu de temps après, ces petites beautés pourront commencer à circuler parmi nous, simples consommateurs mortels, dans nos foyers et nos bureaux, nous offrant des réseaux d’au moins 100 Gbps, dès que ces nouvelles diodes lumineuses du MIT pourront être compressées dans une taille capable d’être digérée par l’industrie actuelle.

Ils sont actuellement de 400 nm (nanomètres), soit environ 20 fois la taille d’un transistor commun. Bien que les chercheurs assurent que l’évolution de l’escalade devrait se faire rapidement.

A propos de l'auteur

Zineb

Enseignante en lycée, je m'intéresse à tout ce qui touche aux nouvelles technologies. #teamMac sur PerlmOl (je ne me sépare d'ailleurs jamais non plus de mon Iphone).

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