Un nouveau circuit photonique programmable pour contrôler la vitesse de la lumière
Des chercheurs de l’Université nationale de Séoul et de l’Université de Séoul ont développé un circuit intégré photonique programmable capable de ralentir la lumière selon les besoins. L’équipe, dirigée par les professeurs Namkyoo Park et Sunkyu Yu, ainsi que le professeur Xianji Piao, a conçu cette technologie pour répondre aux défis croissants liés à la demande en puissance de calcul dans les centres de données.
La montée en puissance des modèles d’intelligence artificielle générative a considérablement augmenté les exigences en matière de puissance de calcul, rendant les semi-conducteurs électroniques traditionnels insuffisants. Ces composants consomment beaucoup d’énergie et rencontrent des limites dans la vitesse de transmission des données. Cela a suscité un intérêt accru pour l’informatique optique, qui utilise la lumière pour traiter l’information, permettant potentiellement des transferts de données à des vitesses très élevées tout en consommant moins d’énergie.
Cependant, la lumière présente un défi majeur : elle se déplace à une vitesse fixe, rendant difficile le retardement des signaux optiques ou leur maintien temporaire en place, des fonctionnalités essentielles pour créer des tampons et des mémoires dans les ordinateurs optiques. Les chercheurs ont donc conçu un circuit photonique programmable capable de contrôler à la fois la vitesse et la forme des signaux optiques, offrant ainsi plus de flexibilité que les méthodes précédemment proposées.
L’étude a été publiée dans la revue internationale Advanced Science. Les circuits intégrés photoniques sont en pleine émergence comme technologie prometteuse pour le traitement rapide et efficace de l’information. Dans les centres de données et les réseaux de communication optique, le défi n’est pas seulement de déplacer les signaux rapidement, mais aussi de garantir qu’ils arrivent au bon moment.
Une méthode pour créer ces délais repose sur la transparence induite par des résonateurs couplés (CRIT), qui utilise l’interférence entre plusieurs résonateurs optiques. Traditionnellement, les dispositifs CRIT ont des caractéristiques d’exploitation qui deviennent permanentes après leur fabrication, rendant difficile toute modification ultérieure. Cela complique l’infrastructure des centres de données et augmente les coûts lorsque de nouvelles capacités sont nécessaires.
L’équipe de recherche a introduit une nouvelle stratégie en traitant deux états optiques dans les systèmes CRIT, appelés mode lumineux et mode sombre, comme un degré de liberté unifié. Cela a permis de créer un principe de conception pour des circuits intégrés photoniques programmables, rendant possible l’ajustement des configurations de résonateurs après fabrication.
Les simulations numériques ont montré que la vitesse des impulsions optiques pouvait être ajustée dynamiquement, permettant de modifier les temps de retard des signaux sans compromettre les performances de traitement. Ce circuit pourrait également réaliser plusieurs fonctions optiques, telles que la synchronisation des signaux, des lignes de retard ajustables, des tampons optiques et la conversion de fréquence.
Si cette technologie est commercialisée, un seul circuit optique programmable pourrait effectuer plusieurs tâches, ce qui pourrait aider les centres de données et les serveurs d’IA à traiter les informations plus efficacement tout en réduisant la consommation d’énergie. À long terme, cette avancée pourrait soutenir des industries nécessitant un traitement d’informations extrêmement rapide, telles que la conduite autonome et les communications de prochaine génération.
Les chercheurs envisagent de développer des systèmes photoniques programmables à plus grande échelle basés sur cette technologie.
Source : Advanced Science
