SINGAPOREIl nuovo chip fotonico che apre la strada al 6G

Nonostante il 5G, l’insieme di tecnologie wireless i cui standard definiscono la quinta generazione delle telecomunicazioni, sia a malapena attivo e funzionante, o ancora inesistente in molti luoghi, i ricercatori stanno già lavorando a ciò che verrà dopo. A tal proposito, in un articolo pubblicato sulla rivista Nature Photonics, gli scienziati della Nanyang Technological University di Singapore (NTU Singapore) e della Osaka University in Giappone, hanno dimostrato di aver creato un nuovo chip, basato sul concept degli isolanti topologici fotonici, che consente una velocità di trasmissione dati che può superare fino a 100 volte quella del 5G.
Secondo i ricercatori, il chip può trasmettere dati sulle onde terahertz (THz) ad una velocità di 11 gigabit al secondo, superando la velocità massima teorica di 10 Gbit/s del 5G e in grado di supportare la trasmissione in tempo reale di video ad alta definizione 4K. D’altronde le onde THz, che fanno parte dello spettro elettromagnetico, tra le onde luminose a infrarossi e le microonde, sono considerate già da qualche anno come la prossima frontiera delle comunicazioni digitali wireless ad altissima velocità. Tuttavia, devono ancora essere affrontate e superate importanti sfide prima che tali onde possano essere utilizzate in modo diffuso.
Due tra i più grandi problemi riguardano i difetti dei materiali e i tassi di errore di trasmissione riscontrati nelle guide d’onda convenzionali come cristalli o cavi. Questi problemi sono stati superati adoperando gli isolanti topologici fotonici (PTI), che consentono di condurre le onde luminose sulla superficie e sui bordi degli isolanti piuttosto che attraverso. Viaggiando lungo gli isolanti topologici fotonici, il fascio di luce può essere reindirizzato attorno agli angoli e resistere a vari disturbi causati dalle imperfezioni del materiale stesso.
I ricercatori hanno realizzato il chip di silicio con una forma particolare, cioè con file di fori triangolari, con piccoli triangoli che puntano nella direzione opposta a triangoli più grandi, in modo che le onde luminose diventino “topologicamente protette”. Ed è con questo chip che hanno trasmesso segnali senza errori, dirigendo onde terahertz intorno a 10 angoli acuti ad una velocità di 11 Gbit/s, evitando eventuali difetti di materiale che potrebbero sorgere durante la fase di produzione del silicio.
Ranjan Singh, professore associato alla Nanyang Technological University e responsabile del progetto, ritiene che questa incredibile scoperta consentirà la creazione di più interconnessioni PTI THz, strutture che collegano vari componenti in un circuito, da integrare nei dispositivi di comunicazione wireless, così da dare alle comunicazioni 6G di prossima generazione velocità senza precedenti, calcolabili in terabyte al secondo, ovvero da 10 a 100 volte più veloci dello stesso 5G.
Le aree di potenziale applicazione dell’innovativa tecnologia di interconnessione THz includeranno molti settori, tra cui l’Intelligenza Artificiale, le auto a guida autonoma, data center, dispositivi IoT, enormi CPU multicore e ovviamente le comunicazioni a lungo raggio.