Raphael Thys
Cette puce informatique bat des records… Grâce à une technologie qui utilise les spectres lumineux, elle s’est révélée capable de transmettre 1,84 pétabit de données par seconde via un câble à fibre optique, soit l’équivalent (en quantité de données) du trafic Internet mondial en une seconde.
Pour donner une idée de l’immense quantité de données transmises via cette méthode, quelques comparaisons sont possibles. Par exemple, 1,84 pétabit de données représente suffisamment de bande passante pour télécharger 230 millions de photographies pendant cette période, mais aussi plus de trafic que ce que l’on peut relever, par seconde, sur l’ensemble du réseau Internet.
Les responsables de cette prouesse technique sont un certain Asbjørn Arvad Jørgensen, chercheur à l’Université technique du Danemark à Copenhague, et ses collègues. Ils ont utilisé pour cela une puce photonique. Cette technologie consiste à placer des composants optiques sur des puces informatiques. L’idée est de diviser un flux de données en plusieurs milliers de canaux distincts. Ces différents canaux ont été transmis tous en même temps, mais de façon bien séparée, sur une distance de plusieurs kilomètres. C’est cette séparation qui permet de transporter plus de données en une seule fois.
Le flux de données a été séparé d’abord en 37 canaux distincts : chaque « paquet » de données a été envoyé dans une âme de fibre optique (le cœur des câbles). Mais l’histoire ne s’arrête pas là : chacun de ces paquets de données a encore été subdivisé 223 fois, pour être associé à des « tranches » individuelles du spectre magnétique.
Pourquoi parle-t-on brusquement de spectre magnétique alors qu’il est question de lumière ? Nous avions évoqué la question dans notre article sur le premier processeur photonique : un communiqué de l’Université d’Oxford sur le sujet nous rappelait alors un fait assez connu : la lumière est composée de différentes « longueurs d’onde », qui peuvent être distinguées très clairement les unes des autres. Lorsqu’on les fait circuler dans des dispositifs capables de les distinguer, elles peuvent donc être utilisées comme différents « canaux d’informations ». En fait, la fibre optique est basée sur ce concept même : à travers de petits « câbles », les fameuses fibres optiques, elle transporte les différents canaux d’information en un seul rayon de lumière.
La lumière, une onde électromagnétique
Pour aller encore au-delà de cette technologie, différents chercheurs se sont penchés sur une autre propriété de la lumière, qui est la « polarisation ». Pensiez-vous que la lumière se propageait en ligne droite ? Que nenni. La lumière serait plutôt considérée comme une « onde électromagnétique », un terme qui fait référence aux oscillations du champ électrique. Autrement dit, elle « ondule ». Elle possède donc des propriétés telles que la polarisation : il s’agit en quelque sorte de la « direction » associée aux oscillations des ondes. Ces oscillations peuvent être tournées dans plusieurs directions, et un seul rayon de lumière contient plusieurs polarisations. Nous y voilà ! De la même façon que les différentes longueurs d’onde, les scientifiques qui ont conçu le processeur photonique ont pu utiliser ces différentes polarisations comme autant de canaux d’informations.
Les scientifiques qui ont travaillé sur la puce photonique ont, pour leur part, utilisé un « peigne de fréquence ». « Les peignes de fréquence sont un type particulier de source lumineuse, caractérisés par leur composition spectrale de composantes de fréquence équidistantes ressemblant aux dents d’un peigne », expliquent les scientifiques dans leurs travaux, publiés dans Nature. En utilisant ce « peigne de fréquence » afin de séparer les fréquences de manière optimale, les données ont pu être transmises toutes en même temps sans interférer les unes avec les autres. La puce utilise donc un seul laser en continu, qui est divisé en plusieurs fréquences. Des dispositifs séparés codent les données dans chacun des flux de sortie.
On l’aura compris, les scientifiques ne sont pas les premiers à s’intéresser à ce type de technologie pour augmenter massivement les capacités de transmission de données. Ils affirment en revanche avoir établi un record en la matière, tout en n’utilisant qu’une seule puce comme source de lumière. À vrai dire, la quantité de données transmises était même si importante qu’aucun ordinateur n’aurait pu recevoir autant de données d’un seul coup. Les scientifiques ont donc utilisé des « données factices » pour leur expérience, et ont testé la vitesse canal par canal.