Des scientifiques établissent un nouveau record de vitesse sur Internet avec une puce optique

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À l'aide d'un peigne de fréquence optique basé sur une puce, les chercheurs ont transmis presque le double du trafic Internet mondial en une seule seconde.

Dans de nouvelles recherches, des scientifiques ont fait sauter le toit des télécommunications conventionnelles avec une puce capable d'envoyer près de deux fois plus de trafic que l'ensemble d'Internet en une seule seconde, établissant ainsi le record de vitesse de transmission de données. Les chercheurs affirment qu'une seule source de lumière et une seule puce optique peuvent fonctionner ensemble pour produire un "peigne de fréquence" capable de vitesses de transmission de données époustouflantes. Comment la même petite collection de matières premières, à savoir le silicium—ce que nous avons déjà dans nos ordinateurs personnels et notre infrastructure - produire des vitesses aussi élevées ?

La nouvelle puce a été fabriquée par des chercheurs de l'Université de Copenhague, de l'Université technique du Danemark (DTU), de l'Université de technologie Chalmers en Suède et de la société japonaise Fujikura Ltd. Leur article paraît dans Nature Photonics.

"Nous démontrons expérimentalement la transmission de 1,84 Pbit s–1 sur une fibre à 37 cœurs de 7,9 km de long en utilisant 223 canaux de longueur d'onde dérivés d'un seul résonateur en anneau à micropeigne produisant un peigne de fréquence Kerr à impulsion sombre stabilisé", écrivent les auteurs.

D'accord, il y a beaucoup à déballer ici. La statistique qui fait la une des journaux ici, cependant, est la vitesse : 1,84 pétabits, ou, comme l'explique New Atlas, "presque le double du trafic Internet mondial par seconde". Les connexions Internet à domicile de 1 à 10 gigabits sont à la pointe de la technologie grand public pour le moment, et un pétabit équivaut à un million de gigabits. Les auteurs de l'article affirment que la fibre optique - le câblage à base de verre qui transporte les plus grandes bandes passantes du trafic Internet - est la clé de la communication mondiale à l'avenir, mais notre technologie actuelle finira par atteindre ses limites.

Vous souvenez-vous des premières télécommunications, comme le code Morse transmis sur les lignes télégraphiques ? Tout ce qui a suivi a le même mécanisme fondamental de base : marche et arrêt, 0 et 1, espace et non-espace. La partie "optique" de la fibre optique est qu'elle est porteuse d'éclairs de lumière extrêmement rapides. Et un peigne de fréquence, l'un des moyens les plus avancés d'envoyer les éclairs de lumière les plus minuscules et les plus prévisibles, est le meilleur naturel de sa catégorie.

Qu'est-ce qu'un peigne de fréquences ? Le National Institute of Standards and Technology (NIST) du gouvernement américain a expliqué dans le cadre d'une étude récente publiée dans la revue Nature : "[Un] peigne de fréquence est un type de laser dont la lumière se compose de nombreuses fréquences bien définies qui peut être mesuré avec précision. En regardant le spectre du laser sur un écran, chaque fréquence se détacherait comme une dent d'un peigne, donnant son nom à la technologie.

Les peignes de fréquence sont couramment utilisés pour mesurer le temps et la distance avec précision, et les applications vont des horloges atomiques aux télescopes.

Mais l'équipe dirigée par l'Université de Copenhague exploite cette lumière d'une nouvelle manière, pour transporter une quantité étonnante de données. La puce optique crée un peigne de fréquence, divisant le laser dans le spectre complet de la lumière et produisant des "centaines" de fréquences ou de couleurs distinctes, selon un communiqué de presse du DTU. Les chercheurs peuvent ensuite encoder des données sur chacune de ces longueurs d'onde de couleur distinctes.

Une seule puce pourrait remplacer 1 000 lasers actuellement utilisés dans la fibre optique, rendant l'ensemble du système plus économe en énergie.

L'infrastructure du réseau informatique se ramifie en structures de plus en plus petites, ce qui s'accompagne d'un inconvénient : chaque rétrogradage de "taille de tuyau" s'accompagne d'un point de transfert et d'un matériel différent. Tout cela pour dire que tout grand progrès dans une partie spécifique de la technologie informatique doit être pris avec un gros grain de sel similaire. Vous ne pouvez pas simplement déposer une puce informatique record du monde dans notre système existant. Si vous avez déjà essayé de sauver un ordinateur vieillissant en installant une nouvelle RAM ou une nouvelle carte graphique, par exemple, vous avez peut-être appris une dure leçon sur la nature holistique des ordinateurs.

Les chercheurs ont également établi ce nouveau record de vitesse de transmission de données à l'aide de "câbles spécialisés", ce qui signifie que leur technologie est loin d'être prête pour l'infrastructure - il s'agit d'une recherche scientifique, pas d'un salon grand public. Mais l'Institut national des technologies de l'information et des communications a récemment battu le record de vitesse Internet pour les câbles standard, ce qui signifie que la technologie serait facilement compatible avec l'infrastructure existante, contrairement à la puce à peigne de fréquence.

Mais ce record pourrait encore changer le paysage des télécommunications à l'avenir. Et l'équipe de recherche basée à Copenhague dit qu'elle ne s'arrête même pas à 1,84 pétabits par seconde. Avec la bonne configuration, ils pensent pouvoir configurer une seule puce capable de transmettre 100 pétabits par seconde. C'est 100 fois le trafic Internet mondial d'aujourd'hui par seconde. Préparez-vous, car vos réunions Zoom sans escale sont sur le point de se dérouler beaucoup plus facilement.

Caroline Delbert est écrivain, lectrice passionnée et rédactrice en chef chez Pop Mech. Elle est aussi une passionnée d'à peu près tout. Ses sujets de prédilection incluent l'énergie nucléaire, la cosmologie, les mathématiques des choses de tous les jours et la philosophie de tout cela.

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