Imagina que estás en el techo de tu casa, mirando hacia las estrellas como el buen Stephen Hawking recomendó. De repente, ves una nave extraterrestre descendiendo lentamente a la superficie. Sacas tu teléfono, abres la cámara y empiezas a grabar lo sucedido. Al finalizar te das cuenta que el archivo de video pesa 6GB. Solo tienes 5 segundos para enviárselo a alguien antes que los visitantes alienígenas te descubran, capturen y borren la memoria. ¿6GB en 5 segundos? Con la tecnología actual: imposible.
Para evitar este tipo de situaciones (que vivimos día a día), un equipo de científicos construyó un nuevo chip inalámbrico utilizando un concepto llamado aisladores topológicos fotónicos.
Los investigadores demostraron que su chip puede transmitir ondas de terahertz (THz) dando como resultado una velocidad de datos de 11 gigabits por segundo (Gb/s).
Con este resultado, se excede el límite teórico de 10Gb/s para comunicaciones inalámbricas 5G.
Los detalles se publicaron en Nature Photonics.
Ondas de terahertz
Las ondas de THz son parte del espectro electromagnético, entre las ondas de luz infrarroja y las microondas. Estas se han promocionado como la próxima frontera de las comunicaciones inalámbricas de alta velocidad.
Sin embargo, existen algunos desafíos fundamentales que deben abordarse para que las ondas de THz puedan usarse de manera confiable.
Dos de los problemas más importantes son los defectos materiales y las tasas de error de transmisión que se encuentran en las guías de ondas convencionales, como los cristales o los cables huecos.
Aisladores topológicos fotónicos
Para hacer frente a este problema, el equipo usó lo que se llama aisladores topológicos fotónicos (PTI). Con esta técnica, las ondas de luz pueden viajar sobre la superficie o bordes de los aisladores en lugar de atravesar el material.
Cuando la luz viaja a lo largo de aisladores topológicos fotónicos, puede ser redirigida alrededor de esquinas afiladas y su flujo resistirá ser perturbado por imperfecciones materiales.
Con esto en mente, el equipo demostró que su chip, hecho enteramente de silicio, podía transmitir señales sin errores mientras ondas THz viajaban a una velocidad de 11 gigabits por segundo. De esta manera, se evitaba cualquier defecto material que pudiera haberse introducido en el proceso de fabricación del silicio.
Más allá del 5G
El descubrimiento podría allanar el camino para que este tipo de técnica se aplique en dispositivos de comunicación inalámbricos, dando paso al ‘6G’. Con esta próxima generación podríamos obtener velocidades de varios terabits por segundo (10 a 100 veces más rápidas que en 5G) en el futuro.
“Con la cuarta revolución industrial y la rápida adopción de equipos de Internet de las cosas (IoT), incluidos dispositivos inteligentes, cámaras remotas y sensores, los equipos de IoT deben manejar grandes volúmenes de datos de forma inalámbrica y se basan en redes de comunicación para ofrecer altas velocidades y baja latencia”, explica Ranjan Singh, líder del proyecto.
“Emplear la tecnología THz puede potenciar la comunicación intra chip e inter-chip para soportar inteligencia artificial y tecnologías basadas en la nube, como los automóviles autónomos interconectados, que deberán transmitir datos rápidamente a otros vehículos e infraestructura cercanos para navegar mejor y también para evitar accidentes”.
Las áreas de aplicación potencial para la tecnología de interconexión THz incluirán centros de datos, dispositivos IOT, y comunicaciones de largo alcance, incluidas las telecomunicaciones y las comunicaciones inalámbricas como Wi-Fi.