De la cape d'invisibilité de Harry Potter au dispositif de camouflage romulien qui rendait leur navire de guerre invisible dans "Star Trek, " La magie de l'invisibilité n'était que le produit d'écrivains et de rêveurs de science-fiction.

Mais le professeur agrégé de génie électrique et informatique de l'Université de l'Utah, Rajesh Menon, et son équipe ont développé un dispositif de dissimulation pour les dispositifs intégrés photoniques microscopiques - les éléments constitutifs des puces informatiques photoniques qui fonctionnent à la lumière au lieu du courant électrique - dans le but de rendre les futures puces plus petites. , plus rapide et consomme beaucoup moins d'énergie.

La découverte de Menon a été publiée en ligne mercredi dans la dernière édition de la revue scientifique, Communication Nature . L'article a été co-écrit par le doctorant de l'Université de l'Utah, Bing Shen et Randy Polson, ingénieur optique senior dans l'U's Utah Nanofab.

L'avenir de l'informatique, les centres de données et les appareils mobiles impliqueront des puces photoniques dans lesquelles les données sont transférées et traitées comme des photons lumineux au lieu d'électrons. Les avantages des puces photoniques par rapport aux puces à base de silicium d'aujourd'hui sont qu'elles seront beaucoup plus rapides et consommeront moins d'énergie et donc dégageront moins de chaleur. Et à l'intérieur de chaque puce se trouvent potentiellement des milliards de dispositifs photoniques, chacun a une fonction spécifique de la même manière que des milliards de transistors ont des fonctions différentes à l'intérieur des puces de silicium d'aujourd'hui. Par exemple, un groupe d'appareils effectuerait des calculs, un autre effectuerait certains traitements, etc.

Le problème, cependant, c'est si deux de ces dispositifs photoniques sont trop proches l'un de l'autre, ils ne fonctionneront pas car la fuite de lumière entre eux provoquera une "diaphonie" tout comme des interférences radio. S'ils sont éloignés les uns des autres pour résoudre ce problème, vous vous retrouvez avec une puce beaucoup trop grosse.

Menon et son équipe ont donc découvert qu'il était possible de placer une barrière spéciale à base de silicium nanostructurée entre deux des dispositifs photoniques, qui agit comme une "cape" et empêche un appareil de ne pas voir l'autre.

"Le principe que nous utilisons est similaire à celui de la cape d'invisibilité Harry Potter, " dit Menon. " Toute lumière qui arrive à un appareil est redirigée comme pour imiter la situation de ne pas avoir d'appareil voisin. C'est comme une barrière :elle repousse la lumière dans l'appareil d'origine. C'est être dupe en pensant qu'il n'y a rien de l'autre côté."

Par conséquent, des milliards de ces dispositifs photoniques peuvent être regroupés dans une seule puce, et une puce peut contenir plusieurs de ces appareils pour encore plus de fonctionnalités. Et puisque ces puces photoniques utilisent des photons lumineux au lieu d'électrons pour transférer des données, qui accumule de la chaleur, ces puces pourraient potentiellement consommer 10 à 100 fois moins d'énergie, ce qui serait une aubaine pour des endroits comme les centres de données qui utilisent d'énormes quantités d'électricité.

Menon pense que l'application la plus immédiate de cette technologie et des puces photoniques en général sera pour les centres de données similaires à ceux utilisés par des services comme Google et Facebook. Selon une étude du Lawrence Berkeley National Laboratory du département de l'Énergie des États-Unis, les centres de données aux États-Unis ont consommé 70 milliards de kilowattheures en 2014, ou environ 1,8 pour cent de la consommation totale d'électricité des États-Unis. Et cette consommation d'énergie devrait encore augmenter de 4 % d'ici 2020.

« En passant de l'électronique à la photonique, nous pouvons rendre les ordinateurs beaucoup plus efficaces et, en fin de compte, avoir un impact important sur les émissions de carbone et la consommation d'énergie pour toutes sortes de choses, " Menon dit. "C'est un gros impact et beaucoup de gens essaient de le résoudre."

Actuellement, les dispositifs photoniques sont principalement utilisés dans les équipements militaires haut de gamme, et il s'attend à ce que des puces entièrement photoniques soient utilisées dans les centres de données d'ici quelques années.