Roma - Chip, circuiti, apparati, computer che viaggiano a Terahertz di frequenza. Non sarà l'elettricità a spingere l'elaborazione digitale del futuro, bensì la
radiazione infrarossa: questo l'obiettivo degli studi condotti all'
Università dello Utah dal team del professor Ajay Nahata, che in uno studio pubblicato in questi giorni sulla rivista
Optics Express racconta i primi passi verso una nuova generazione di circuiti elettronici.
"I circuiti elettronici odierni lavorano a frequenze nell'ordine dei Gigahertz - miliardi di cicli al secondo -
spiega Nahata - Quello che si punta a realizzare sono dispositivi capaci di trasportare e manipolare dati a frequenze nell'ordine del Terahertz, migliaia di miliardi di cicli al secondo". Un obiettivo ambizioso, ma che "è tutta una questione di velocità". "In questo studio - racconta ancora il professore - abbiamo mostrato il primo passo verso la creazione di circuiti che utilizzano la radiazione T e che sono potenzialmente in grado di lavorare a quelle velocità".
La strada è ancora lunga: Nahata ritiene che occorreranno almeno altri
10 anni per vedere le prime applicazioni pratiche di quanto da lui iniziato, ma l'obiettivo è di quelli davvero stimolanti. Macchine in grado di operare a
velocità mille volte superiori a quanto attualmente in circolazione, consentirebbero enormi capacità di elaborazione: il problema sarà costruire circuiti in grado di gestire queste velocità.
Quanto realizzato nei laboratori dell'università statunitense non è altro, infatti, che
l'equivalente dei cavi che uniscono i circuiti. Creando in piccoli pannelli d'acciaio delle incisioni con larghezze nell'ordine dei centinaia di micron - poco più di un capello umano - i ricercatori sono riusciti a svolgere le operazioni "base" per la gestione del
segnale infrarosso lontano (
FIR), vale a dire
channeling,
bending,
splitting e
coupling.
Il risultato dell'accoppiamento di vari pannelli, in grado di fungere da "accoppiatori" o "divisori" di segnale, è la gestione della radiazione T sotto forma di
onde di plasma, denominate
plasmons oppure
plasmon polaritons: si tratta dell'equivalente degli elettroni nei circuiti tradizionali o dei fotoni in quelli ottici. Ma, precisa Nahata, "tutto quello che abbiamo realizzato sono i fili per costruire i circuiti: ora il problema sarà realizzare switch, transistor, modulatori e tutti i dispositivi capaci di operare a frequenze nell'ordine dei Terahertz".
La velocità, tuttavia, non è tutto. Un'altra grande promessa nel campo dell'elettronica digitale è il
quantum computing, che di anno in anno
si avvicina sempre di più alla sua realizzazione. Anche grazie al lavoro del professor
Prem Kumar, della
Northwestern University: lo scienziato, assieme al suo team, ha dimostrato la possibilità di
creare una porta logica quantica con una fibra ottica, realizzando così il possibile mattone base di qualsiasi circuito elettronico quantico.
Non è la
prima volta che circuiti del genere vengono realizzati: la novità è costituita appunto dall'utilizzo di una fibra ottica, una tecnologia impiegata da anni e che potrebbe dunque semplificare l'introduzione della computazione quantica. "È davvero eccitante, si tratta di applicazioni a portata di mano" ha
commentato un soddisfatto Kumar: nei piani del suo gruppo di ricerca c'è la realizzazione,
entro il prossimo anno, di un circuito che sia già in grado di svolgere compiti reali, come la gestione della sicurezza dei dati tipica del quantum computing.
Luca Annunziata(fonte immagine)