Znanstveniki združili svetlobna vlakna in procesorske rezine za hitrejše podatkovne centre in umetno inteligenco

Optična vlakna so že dolgo hrbtenica sodobnih telekomunikacij, saj omogočajo hiter prenos podatkov na dolge razdalje brez večjih izgub. Razlog za to tiči v izjemno čistem steklu in gladki površini vlaken. Znanstveniki z inštituta Caltech (California Institute of Technology) pa so to tehnologijo zdaj uspešno prenesti neposredno na silicijeve rezine (premera 20,32 cm in 30,48 cm), ki se sicer uporabljajo za izdelavo klasičnih računalniških čipov.

Za usmerjanje svetlobe so uporabili miniaturne vodnike iz germano-silikatnega stekla. Tu gre za povsem enak material, kot ga najdemo v optičnih kablih. Vodnike so namesto v ravne linije zvili v spirale, kar omogoča, da svetloba potuje po zelo dolgi poti znotraj majhne površine. Glavna prednost tega materiala je nizka temperatura taljenja. Raziskovalci so čipe postavili v peč in s pretaljevanjem zgladili površino vodnikov do ravni posameznih atomov. S tem so skoraj popolnoma odpravili razprševanje svetlobe, kar je doslej močno omejevalo izdelavo fotonskih integriranih vezij.

Pri vidni svetlobi nova platforma presega učinkovitost doslej najbolj razširjenega materiala (silicijevega nitrida) za kar dvajsetkrat. Tako drastično zmanjšanje izgub močno poveča zmogljivost naprav: laserji, izdelani s to metodo, imajo namreč več kot stokrat bolj stabilen in koherenten svetlobni žarek. Raziskovalci so na čipu, velikem le 2 cm, ustvarili pogoje, v katerih svetloba neovirano kroži v obročnih resonatorjih ter ustvarja navidezne razdalje več metrov ali celo kilometrov, kar vse doslej ni bilo mogoče.

Ta vsestranska tehnologija ponuja široko uporabnost. Izboljšala bo delovanje podatkovnih centrov za umetno inteligenco, omogočila bolj varčne komunikacijske povezave ter odprla pot do natančnejših atomskih ur, žiroskopov in kvantnih računalnikov. Ker gre še vedno za laboratorijski dosežek, bo morala novost pred širšo komercialno uporabo prestati še vrsto zahtevnih preizkušanj in pripravo na množično proizvodnjo.