Il s’agit d’une percée aux proportions épiques, car une seule puce a établi un nouveau record de transfert de données de 1,8 pétaoctet par seconde. Un pétaoctet équivaut à 1 000 téraoctets, soit environ 500 milliards de pages de texte standard imprimé. L’ensemble de la Bibliothèque du Congrès pouvait être transféré 100 fois en une seule seconde. L’impact sur la numérisation mondiale est inimaginable. ⁃ Éditeur TN

Une équipe internationale de chercheurs de l’Université technique du Danemark (DTU) et de l’Université de technologie Chalmers de Göteborg, en Suède, a atteint des vitesses de transfert de données vertigineuses et est la première au monde à transmettre plus de 1 petabits par seconde (Psps) avec un seul laser et une seule puce optique.

1 petabit équivaut à 1 million de gigabits.

Dans l’expérience, les chercheurs ont réussi à transmettre 1,8 Pbit/s, soit deux fois le trafic Internet mondial total. Et seulement avec la lumière d’une seule source optique. La source lumineuse est une puce optique spécialement conçue qui peut utiliser la lumière d’un seul laser infrarouge pour produire un spectre arc-en-ciel avec de nombreuses couleurs, c’est-à-dire de nombreuses fréquences. Ainsi, la fréquence (couleur) d’un seul laser dans une seule puce peut être multipliée en centaines de fréquences (couleurs).

Toutes les couleurs sont fixées à une certaine distance de fréquence les unes des autres – comme les dents sur un peigne – c’est pourquoi on l’appelle aussi peigne de fréquence. Chaque couleur (ou fréquence) peut ensuite être isolée et utilisée pour mémoriser des données. Les fréquences peuvent ensuite être réassemblées et envoyées sur une fibre optique pour transmettre des données. Même une énorme quantité de données, comme l’ont constaté les chercheurs.

Un seul laser peut remplacer des milliers de personnes

La démonstration expérimentale a montré qu’une seule puce peut facilement transmettre 1,8 Pbit/s, ce qui nécessiterait plus de 1 000 lasers avec les dispositifs commerciaux modernes d’aujourd’hui.

Victor Torres Company, professeur à l’Université de technologie Chalmers, est le chef du groupe de recherche qui a développé et fabriqué la puce.

« La particularité de cette puce est qu’elle génère un peigne de fréquence avec des propriétés idéales pour la communication par fibre optique – elle a des performances optiques élevées et couvre une large bande passante dans la gamme spectrale qui est intéressante pour la communication optique avancée », explique Victor Torres Company.

Fait intéressant, la puce n’a pas été optimisée pour cette application particulière.

« En fait, certains des paramètres caractéristiques ont été atteints par hasard plutôt que par conception », explique Victor Torres Company. « Cependant, grâce aux efforts de mon équipe, nous sommes maintenant en mesure d’inverser le processus et de produire des micropeignes pour des applications cibles de télécommunications avec une reproductibilité élevée. »

Un énorme potentiel de mise à l’échelle

En outre, les chercheurs ont créé un modèle informatique pour étudier théoriquement le potentiel fondamental de transmission de données avec une seule puce identique à celle utilisée dans l’expérience. Les calculs ont montré un énorme potentiel de mise à l’échelle de la solution.

Le professeur Leif Katsuo Oxenløwe, chef du Centre d’excellence pour la photonique sur silicium pour les communications optiques (SPOC) à la DTU, a déclaré:

« Nos calculs montrent que nous pouvons transmettre jusqu’à 100 Pbit/s avec la puce unique de l’Université de technologie Chalmers et un seul laser. La raison en est que notre solution est évolutive – à la fois en termes de génération de nombreuses fréquences et en termes de division du peigne de fréquences en plusieurs copies spatiales, qui peuvent ensuite être amplifiées optiquement et utilisées comme sources parallèles pour la transmission de données. Bien que les copies en peigne doivent être amplifiées, nous ne perdons pas les propriétés du peigne que nous utilisons pour une transmission de données spectralement efficace.

Réduction de la consommation d’énergie sur Internet

La solution des chercheurs est de bon augure pour la consommation d’énergie future d’Internet.

« En d’autres termes, notre solution offre la possibilité de remplacer des centaines de milliers de lasers dans les centraux Internet et les centres de données, qui consomment tous de l’électricité et génèrent de la chaleur. Nous avons la possibilité de contribuer à un Internet qui laisse une empreinte climatique plus faible », a déclaré Leif Katsuo Oxenløwe.

Même si les chercheurs ont brisé la barrière du petabit pour une seule source laser et une seule puce dans leur démonstration, Leif Katsuo Oxenløwe dit qu’il reste encore du travail de développement à faire avant que la solution puisse être mise en œuvre dans nos systèmes de communication actuels.

« Partout dans le monde, des travaux sont en cours pour intégrer la source laser dans la puce optique, et nous y travaillons également. Plus nous pouvons intégrer de composants dans la puce, plus l’ensemble de l’émetteur sera efficace. C’est-à-dire laser, puce de génération de peigne, modulateurs de données et tous les éléments amplificateurs. Ce sera un transmetteur optique extrêmement efficace pour les signaux de données », explique Leif Katsuo Oxenløwe.