Un chip minuscolo, nato quasi per caso nei laboratori della Columbia University, potrebbe segnare una svolta epocale per l’informatica del futuro. Si tratta di un dispositivo in silicio capace di trasformare la luce in un “laser arcobaleno”, stabile e coerente, che potrà moltiplicare la velocità di trasmissione dei dati nei sistemi di comunicazione e nei data center sempre più sovraccarichi dall’avanzata dell’intelligenza artificiale.
Dal caso sperimentale alla miniaturizzazione dei frequency combs
L’intuizione è arrivata dal gruppo di ricerca di Michal Lipson, impegnato nello studio di laser ad alta potenza per i sensori LiDAR. Durante un test, la luce ha iniziato a generare spontaneamente una sequenza di frequenze perfettamente distanziate: un frequency comb, un fenomeno che consente a ogni “colore” di luce di trasportare un segnale indipendente. In termini pratici, significa poter trasmettere simultaneamente più flussi di dati su un unico cavo in fibra ottica.
Fino a oggi questo risultato richiedeva apparecchiature complesse e ingombranti, riservate a costosi laboratori. L’innovazione è stata la capacità di condensare il tutto in un chip di silicio, rendendo la tecnologia finalmente compatta, accessibile e pronta per applicazioni reali.
“Quando abbiamo spinto la potenza al massimo“, racconta l’ingegnere Andres Gil-Molina, “la luce ha iniziato a comportarsi in modo del tutto imprevisto, generando un pettine di frequenze ordinate“.
Da quella sorpresa, riferisce Interesting Engineering, è nata la base di un sistema rivoluzionario.
Il laser arcobaleno che prepara la rivoluzione nei data center
Uno dei nodi più critici era la stabilità della luce. I laser ad alta potenza, infatti, tendono a produrre fasci instabili, con vibrazioni che li rendono inutilizzabili per le telecomunicazioni. Il team ha risolto il problema introducendo un sofisticato meccanismo di blocco ottico (locking mechanism), in grado di filtrare il rumore e restituire una luce pura, regolare e coerente. Da questa base si ottiene il cosiddetto laser arcobaleno: un raggio che si divide in molteplici tonalità ordinate, ciascuna pronta a veicolare informazioni diverse.
Invece di occupare interi scaffali di server con decine di laser distinti, un singolo chip potrà generare tutte le frequenze necessarie, tagliando costi, consumi energetici e ingombro. Una soluzione strategica per data center sotto pressione, chiamati a gestire volumi di traffico senza precedenti.
Le prospettive, tuttavia, si estendono ben oltre: dal settore dei quantum devices agli orologi ottici ultraprecisi, dagli spettrometri miniaturizzati ai futuri sistemi LiDAR per la guida autonoma.
