Un microchip révolutionnaire pour booster les réseaux 6G
Un microchip de la taille d’un grain de riz peut générer un « arc-en-ciel » de lumière hautement organisé, une capacité qui pourrait à terme soutenir des communications 6G plus rapides et de plus grande capacité, ainsi qu’un chronométrage extrêmement précis pour les technologies quantiques.
Des physiciens de l’Université de Loughborough, en collaboration avec une équipe de recherche internationale, ont démontré un système capable de produire une série de fréquences lumineuses précisément espacées. Ces fréquences optiques peuvent ensuite être converties en plusieurs signaux électromagnétiques à haute fréquence appelés ondes millimétriques.
Les ondes millimétriques suscitent un intérêt croissant pour les communications futures en raison de leur capacité à fournir une bande passante considérablement plus large, offrant ainsi plus d’espace pour la transmission de données. Cependant, un obstacle majeur a été la production de ces signaux avec la précision et la stabilité nécessaires pour les applications avancées.
Dr. Luke Peters, du Centre de recherche en photonica émergente de l’Université de Loughborough, a déclaré : « Le monde devient de plus en plus avide de données. Nous voulons envoyer et recevoir plus d’informations, plus rapidement et en haute résolution, et les ondes millimétriques pourraient aider à fournir cette capacité. »
Les applications potentielles vont au-delà des communications ; ces fréquences pourraient également être utilisées dans des systèmes radar, ainsi que dans la spectroscopie et les instruments astronomiques, aidant les scientifiques à étudier des matériaux et à réaliser des mes extrêmement précises de l’univers.
Une méthode pour produire des ondes millimétriques repose sur un dispositif appelé microcomb. Ce dernier génère un ensemble de fréquences lumineuses très précises, disposées comme les couleurs d’un arc-en-ciel, bien que la lumière elle-même soit invisible à l’œil humain. Une antenne spécialisée peut ensuite convertir ces fréquences optiques en ondes millimétriques.
Les chercheurs ont réussi à créer un microcomb stable et de haute qualité, capable de générer plusieurs fréquences d’ondes millimétriques simultanément. Leur approche repose sur la connexion d’un microrésonateur à une boucle de fibre optique plus grande, permettant aux états optiques souhaités de se former et de rester stables.
Le système est décrit comme un « arc-en-ciel sur une puce », où la boucle renvoie continuellement la lumière à travers la puce, permettant aux états de se stabiliser, même en cas de perturbations externes.
Les chercheurs ont également démontré qu’ils pouvaient manipuler le « rainbow » du microcomb en ajustant la force des fréquences individuelles, tout en préservant la précision et la stabilité des signaux convertis en ondes millimétriques.
Actuellement, l’équipe explore comment ce système de microcomb pourrait passer d’une expérience de laboratoire à une technologie pratique. Bien que le microchip central soit à peine plus grand qu’un grain de riz, le système entier occupe actuellement un espace de laboratoire de table. Les chercheurs estiment que de futures versions pourraient devenir beaucoup plus petites et plus écoénergétiques.
Par ailleurs, des collaborations avec le Laboratoire national de métrologie et des efforts plus larges impliquant le Hub britannique pour la navigation et le timing quantiques sont en cours pour déterminer la précision ultime du système de microcomb.
Cette étude regroupe l’expertise du Centre de recherche en photonica émergente de l’Université de Loughborough, de l’Université de Sussex, de la City University de Hong Kong, de QXP Technologies, de l’INRS-EMT et de l’Université de technologie de Swinburne.
Source : Loughborough University
