Pesquisadores da empresa japonesa NTT construíram uma memória RAM de mais de 100 bits que funciona totalmente com luz.

Quando estiver totalmente desenvolvido, o dispositivo vai permitir o processamento de dados ultrarrápido usando unicamente sinais ópticos, em lugar dos sinais elétricos usados hoje, além de reduzir drasticamente o consumo de energia dos computadores, celulares e outros aparelhos eletrônicos.

O protótipo é uma demonstração da possibilidade de construção de memórias ópticas realistas para processamento à base de luz dentro de computadores fotônicos.

O grande feito da equipe foi desenvolver uma técnica de miniaturização que permitiu inserir todos os bits ópticos dentro de um único microchip. Foi a primeira vez que se conseguiu essa integração em larga escala de componentes ópticos, com cada bit deixando a casa dos micrômetros e chegando aos nanômetros. Em um futuro próximo, a expectativa é de que seja possível integrar um número muito grande de componentes ópticos em um único chip, de um modo semelhante à integração dos transistores em um chip.

A memória RAM óptica possui 105 linhas de ressonância geradas por meio da injeção de luz dentro do dispositivo por um único guia de ondas.

A operação de memória de acesso aleatório é conseguida injetando outros pulsos de luz cujo comprimento de onda corresponda a uma das linhas de ressonância. Com isso, a saída inicial, considerada um “0”, altera-se para representar um “1”.

Os 105 bits ópticos, operando com comprimentos de onda entre 1.540 e 1.570 nanômetros, têm um “espaçamento” médio de apenas 0,3 nanômetro. Eles foram fabricados em uma pastilha de silício com 1 milímetro de comprimento.

A memória de acesso aleatória óptica foi construída com base em duas tecnologias: os cristais fotônicos e as nanocavidades ópticas.

Um cristal fotônico é uma estrutura fabricada com a mesma tecnologia dos chips, cujo índice de refração é ajustado em uma escala de comprimento comparável ao comprimento de onda da luz. Ele se comporta como “isolantes ópticos”, algo que não existe na natureza, o que permite aprisionar a luz em espaços muito pequenos.

Já uma cavidade óptica é um elemento que aprisiona a luz de uma determinada ressonância. Como é difícil confinar a luz em espaços muito pequenos, miniaturizar essas cavidades tem sido um desafio.

Historicamente, cavidades pequenas, com dimensões de 10 a 100 vezes o comprimento de onda da luz, têm sido chamadas de microcavidades. Cavidades ópticas ainda menores, como as usadas nessa demonstração, com dimensões comparáveis ao comprimento de onda da luz e com um volume menor do que 1 micrômetro cúbico, são chamadas de nanocavidades – ainda que elas não sejam realmente “nano”.

Agora, o objetivo do grupo é aumentar o tempo de latência da memória RAM de luz, que ficou por volta dos 10 nanossegundos na primeira demonstração.

Com informações de Inovação Tecnológica