Datacenters vão usar propriedade quântica da luz

Fazendas de dados

Engenheiros alemães desenvolveram uma técnica que promete dobrar a velocidade de transmissão de dados dentro das centrais de dados, as gigantescas instalações onde empresas de internet e telecomunicações armazenam informações.

Para gerar a oscilação na polarização da luz, a equipe usa um material birrefringente para "virar" a luz do laser - quanto mais fortemente ela é virada, mais rápida é a alteração na polarização. [Imagem: Schirdewahn]

Para gerar a oscilação na polarização da luz, a equipe usa um material birrefringente para “virar” a luz do laser – quanto mais fortemente ela é virada, mais rápida é a alteração na polarização. [Imagem: Schirdewahn]

Nils Gerhardt e Martin Hofmann, da Universidade de Ruhr, descobriram como usar uma propriedade quântica da luz para romper com os limites atuais da transmissão de dados.

Hoje, a informação é transmitida dentro dessas “fazendas de dados” – também conhecidas como datacenters – por meio de cabos de fibra óptica.

Laser semicondutores geram pulsos de luz, nos quais a informação é codificada em pequenas alterações na intensidade da luz. Quanto mais rapidamente a intensidade da luz é variada, mais rápido a informação é transferida. Contudo, a velocidade máxima é limitada pelas leis fundamentais da física.

A dupla de pesquisadores então deixou de lado a modulação da intensidade da luz, e usou sua polarização.

Codificação de dados na polarização da luz

Na nova técnica, o laser emite luz com uma polarização circular bem definida, e os dados são codificados na alteração da direção dessa polarização. Ocorre que é possível alterar a polarização da luz muito mais rapidamente do que alterar sua intensidade.

Isto porque a modulação da intensidade da luz, feita por meio de uma corrente elétrica, é baseada no movimento de muitos elétrons, que não podem ser deslocados em qualquer velocidade que se deseje.

A técnica promete dobrar a velocidade de transmissão nos datacenters. [Imagem: Gorczany]

A técnica promete dobrar a velocidade de transmissão nos datacenters. [Imagem: Gorczany]

A mudança da polarização, por outro lado, baseia-se em uma propriedade quântica dos elétrons, sua rotação, ou spin, e o movimento de alguns poucos elétrons é suficiente para isso. Como, ao contrário das cargas elétricas, o spin não é uma qualidade que tende à estabilidade – o estado rapidamente se perde pelo chamado “relaxamento do spin” -, a alteração pode ser feita em 20 picossegundos.

Com base nos modelos teóricos, os pesquisadores acreditam que os lasers de spin poderão ser utilizados para atingir frequências superiores a 100 Gigahertz a temperatura ambiente. Como resultado, as velocidades de transferência de dados podem potencialmente ser duplicadas.

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