Fibre ottiche per il photonic computing

L’informatica fotonica promette di sostituire i tradizionali componenti elettronici con dispositivi a base fibra ottica per elaborare informazioni trasportate dalla luce, raggiungendo prestazioni i cui limiti sono difficilmente immaginabili.

Recenti scoperte e nuove tecnologie emergenti stanno trasformando il photonic computing.

L’informatica fotonica è oramai vicina a sostituire la tradizionale elaborazione elettronica: non più cavi di rame, ma dispositivi basati su fibre ottiche e speciali guide d’onda che trasportano segnali luminosi per un’elaborazione di informazioni ultraveloce e in tempo reale.

Con l’obiettivo di sfruttare le potenzialità del photonic computing, centri di ricerca, università e primarie aziende si stanno da tempo impegnando nella realizzazione di computer ottici, che utilizzano i fotoni al posto degli elettroni per elaborare e immagazzinare informazioni. Questo filone è motivato dalla dipendenza di tutte le attività
industriali e commerciali dalla potenza dei sistemi di elaborazione dati. Per ottenere maggiori performance, finora ci si è concentrati sulla componentistica elettronica, attraverso un’esasperata miniaturizazione e un’elevata integrazione di funzioni nei singoli chip, ma prima o poi sarà impossibile andare oltre, sia per i limiti fisici della miniaturizzazione sia per la velocità degli elettroni portatori di dati che non può essere pari o superiore a quella della luce.

La storia si ripete

La tecnologia abilitante del photonic computing è la silicon photonics, che studia come trasmettere luce attraverso l’integrazione di componenti ottici sui chip di silicio. I risultati ottenuti con sistemi ibridi in cui parte dell’elaborazione viene ancora eseguita in elettronica
standard formano dei “bottlenecks” che impediscono di ottenere i vantaggi che sarebbero garantiti da processo fotonico. Ma grazie a recenti sviluppi, il contesto del photonic computing è oggi molto simile a quello che aveva caratterizzato gli anni ’50 con il passaggio dalla valvola termoionica, il primo componente attivo mai inventato, al transistor, il cui prototipo era stato realizzato alla fine del 1947 dai ricercatori dei Bell Labs.

Non mancano le sfide e alcune barriere tecnologiche, ma la strada è tracciata, e ancora una volta si avrà un’innovazione “disruptive” in cui le fibre ottiche come guide di luce avranno un ruolo di primo piano.