Le stockage des ondes lumineuses comme sons fournirait une mémoire acoustique à faible consommation d’énergie

Un dispositif qui transforme la lumière en son a permis aux chercheurs de capter la foudre dans une bouteille, en un sens, en ralentissant suffisamment les faisceaux de lumière pour qu’ils puissent être facilement stockés et manipulés.

Des chercheurs de l’Université de Sydney, en Australie, ont découvert comment transformer une onde lumineuse en onde sonore, créant ainsi une mémoire acoustique qui, selon eux, aidera les centres de données à économiser l’énergie en éliminant certaines connexions électriques entre les processeurs. Ils ont rapporté leur travail dans un numéro récent de Nature Communications.

« Notre vision est de remplacer les interconnexions électroniques entre les différents processeurs et les machines informatiques par des « fils » photoniques, a déclaré Birgit Stiller, chercheuse postdoctorale qui a dirigé le projet. « La transmission de la lumière remplacera les connexions électroniques. »

L’équipe a construit une puce qui consiste en un guide d’onde en forme de spirale fabriqué à partir d’un verre mou appelé chalcogénure, pris en sandwich entre deux morceaux de verre de silice plus rigides. Lorsqu’un faisceau lumineux traverse la puce, une autre impulsion lumineuse d’une fréquence légèrement différente se fait entendre. La différence entre les fréquences des deux faisceaux lumineux est un « battement », une onde dont la fréquence est 100 000 fois plus faible, transformant ainsi l’onde lumineuse en une onde sonore.

L’onde sonore vit pendant un court laps de temps – plusieurs nanosecondes – dans le guide d’onde de la spirale du chalcogénure. Pour le lire, l’appareil inverse le processus en ajoutant la fréquence de battement à une impulsion lumineuse pour recréer l’onde lumineuse d’origine.

Dans le cas des fibres optiques standard, les ondes lumineuses sont retenues par une différence d’indice de réfraction entre le noyau de la fibre et le revêtement qui l’entoure. De la même façon, les deux types de verre maintiennent l’onde sonore en place ; la vitesse du son est beaucoup plus lente dans le chalcogénure que dans la silice.

Ralentir les ondes donne le temps de synchroniser différents signaux provenant de différents processeurs. Cela élimine la nécessité de convertir le signal optique en signal électronique. « L’électronique peut produire un excès de chaleur et nécessiter plus d’énergie, ce qui est un problème important dans les grands centres de données appartenant à Google, Amazon ou Microsoft, » dit Stiller.

Un travail plus poussé avec la conception et les matériaux pourrait permettre de stocker les ondes sonores plus longtemps, bien que la mémoire dure déjà assez longtemps pour l’usage qu’ils envisagent. Elle et son équipe espèrent peaufiner le travail en vue de construire un prototype d’une puce manufacturable au cours des prochaines années.

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