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El MIT y la Universidad de Viena desarrollan “transistores ópticos”

[12/07/2013] El futuro de la informática óptica parece cada vez más brillante, como lo confirman los avances que, por separado, están realizando el MIT y la Universidad de Viena en el campo de los transistores ópticos.
Los investigadores de la Universidad Técnica de Viena acaban de dar un paso clave en el desarrollo de uno de estos transistores, lo que podría servir de base para la fabricación de un equipo óptico en breve. Por su parte, el MIT ya ha construido un conmutador óptico que puede ser sintonizado por un simple fotón.
La polarización cambia cuando se pasa la luz a través de un material cargado.
 
Los investigadores tienen la esperanza de reemplazar los transistores de silicio en los que se basa la electrónica desde hace años, por varios motivos, el menor de los cuales no es el consumo de energía de las computadoras y de los chips que les sirven de base. Los transistores eléctricos generan calor residual, que puede acumularse en una computadora y dañar al mismo chip, a menos que se enfríe correctamente.
Hasta la fecha, la óptica se ha utilizado como base de las redes de comunicación de alta velocidad, al permitir transmitir grandes cantidades de datos a corta distancia. Compañías, como Intel, han logrado utilizar cables ópticos para conectar servidores, pero los chips ópticos se han quedado hasta ahora en simples pruebas de laboratorio, de empresas como IBM.
Concretamente, los investigadores de la universidad austriaca aseguran ser capaces de convertir la polarización de la luz en impulsos eléctricos que permitirían crear los unos y ceros que forman la base de la nomenclatura binaria que subyace en la informática. Más aún, los investigadores han logrado que esta luz utilice una frecuencia de teraherzios, lo que permitiría que las computadoras operaran a una potencia unas 250 veces superior que los dotados con los chips más rápidos actuales de 4-GHz.
La computación cuántica puede ser el futuro para los componentes ópticos.
 
"Este es el inicio muy preliminar de un nuevo transistor", asegura el profesor Andrei Pimenov, en un comunicado difundido por el Instituto de Física de Estado Sólido de la TU Viena. "La aplicación de voltaje externo determina si la corriente fluye o no, y en nuestro caso, la tensión determina si la luz llega o no".
La luz que pasa a través de un material cargado cambia su polarización.
Como en cualquier investigación, sin embargo, hay que sortear importantes obstáculos. Por ejemplo, un comunicado de prensa emitido por los investigadores de la Universidad de Viena indica que se están manipulando "rayos de luz", y aparentemente la luz no pasa a través de las fibras ópticas. En un chip convencional alimentado por electrones, éstos se mueven a través de miles de millones de transistores, todos y no solo uno, grabados en el silicio. Además, solo se logró la polarización de la luz mediante manipulación, haciéndola pasar a través de un "material especial".
Hace dos años, este material especial eran placas de mercurio telurizado y se precisaba una bobina eléctrica. Ahora, los investigadores dicen que han reducido la potencia a menos de un solo voltio, lo que supone un avance significativo.
Los investigadores también destacan que el cambio de la polarización de la luz, sin perder una gran parte de ella, es difícil, pero no han podido precisar qué cantidad (si es que es así) se pierde con su método.
Los investigadores del MIT han seguido un enfoque diferente, desarrollando un conmutador óptico experimental que podría ser controlado por un único fotón, utilizando luz para controlar la propia luz.
Lo que hizo el MIT fue diseñar un par de espejos que fueran transparentes a una determinada longitud de onda, cuando están en activo, permitiendo que la luz pase a través de ellos. Cuando los espejos se ponen en "off", deberían bloquear todos los fotones, pero no lo hicieron. Dejaron pasar alrededor del 20$ de la luz. Llenando el espacio entre espejos, con átomos de cesio superenfriados, la luz se bloqueó por completo.
La informática cuántica puede ser el futuro destino de los componentes ópticos. Sin embargo, esta especialidad es un campo que aún no se entiende totalmente. D-Wave Systems ha construido el que denomina primer computador cuántico, y ha sido instalado por Google en su Laboratorio de Inteligencia Artificial Quantum, construido en colaboración con el Centro de Investigación Ames de la NASA.
Mark Hachman. TechHive