Forscher finden schlaue Lösung, die alle Rechenzentren schneller macht

Forscher haben einen photonischen Schalter entwickelt, der kleiner als ein Salz­körn­chen ist und Lichtsignale in Billionstel Sekunden umleiten kann. Diese In­no­va­tion könnte die Datenübertragung in Rechenzentren erheblich beschleunigen.

Salzkörnchen-Schalter im Datencenter

Der neuartige Schalter, entwickelt von Ingenieuren der University of Pennsylvania, ist kleiner als ein Salzkörnchen und misst nur 85 x 85 Mikrometer. Trotz seiner geringen Größe kann er Lichtsignale in sehr kurzer Zeit umleiten - in Billionstel Sekunden. Zum Vergleich: Diese Schaltzeit ist etwa eine Milliarde Mal schneller als ein Augenzwinkern. "Bisherige Schalter waren entweder klein oder schnell, aber es ist sehr, sehr schwierig, diese beiden Eigenschaften zu verbinden", so das Team.

Die Besonderheit des Schalters liegt in der Anwendung der nicht hermiteschen Physik, einem komplexen Zweig der Quantenmechanik. Diese ermöglicht es, Licht auf Nanoebene präzise zu steuern. In der Praxis bedeutet das, dass Daten in Form von Lichtsignalen schnell und effizient durch winzige optische Schaltkreise geleitet werden können. Ähnlich wie Ampeln den Verkehr regeln, steuern diese Schalter in Rechenzentren den Datenfluss und sorgen dafür, dass die Informationen geordnet ihre Ziele erreichen.

"Dies hat das Potenzial, alles zu beschleunigen, vom Streaming von Filmen bis zum Training von künstlicher Intelligenz"

Schwer zu bauen

Der Schalter besteht aus einer Kombination von Materialien, die ihn besonders Vielversprechend machen: Dank einer Schicht aus Silizium, eine kostengünstige Basis, ist er kompatibel mit bestehenden Herstellungsprozessen. Eine zusätzliche Schicht aus Indiumgalliumarsenidphosphid (InGaAsP) macht die effektive Manipulation von Infrarotlicht möglich. Dieses Infrarotlicht wird häufig in der optischen Datenübertragung verwendet.

Wie die Forscher in der Studie in Nature Photonics berichten, war es dabei eine besondere Herausforderung, die beiden Materialschichten miteinander zu verbinden. Demnach konnte erst nach unzähligen Versuchen ein funktionierender Prototyp produziert werden.



Siehe auch: