¿Un pequeño interruptor podría redirigir la luz entre chips de computadora?

Los interruptores microscópicos que enrutan señales de luz entre chips de computadora como diminutos conductores de tráfico podrían ayudar a hacer que la electrónica sea más rápida y eficiente. Las ondas de luz pueden transportar información más fácilmente que la corriente eléctrica utilizada en los circuitos tradicionales, porque las partículas de luz llamadas fotones atraviesan los materiales sin interactuar con su entorno tanto como los electrones, pero hasta ahora, los interruptores mecánicos diseñados para manipular tales ondas de luz portadoras de datos han funcionado con relativa lentitud y requerían voltajes eléctricos imprácticamente altos para funcionar.

Ahora, los interruptores de nuevo diseño redirigen la luz en menos de una millonésima de segundo utilizando sólo alrededor de un voltio de electricidad, comparable a los voltajes utilizados en la electrónica ordinaria, informan los investigadores. La electrónica equipada con el nuevo diseño de interruptor para procesar datos con luz en lugar de electricidad podría ayudar a los automóviles autónomos a escanear su entorno en busca de tráfico y peatones o leer información de computadoras cuánticas.

Cada interruptor consta de un disco de oro ultrafino suspendido sobre una placa de silicio. Al aplicar un pequeño voltaje a través del interruptor, el disco de oro se dobla hacia arriba como un cuenco o se inclina hacia abajo como un paraguas, la orientación del disco dorado en un momento dado controla si la luz que fluye a través de una estructura similar a un alambre cercana llamada guía de ondas continúa sin interrupciones o se desvía.

A medida que la luz de la guía de ondas pasa por el interruptor, parte de la luz se filtra por un espacio en forma de pista de carreras entre el disco de oro y la placa de silicio, gira alrededor de la pista y se recombina con la luz de la guía de ondas. Si la placa de oro se curva hacia arriba, los picos y valles de las ondas de luz que salen de la pista se alinean con los de la guía de ondas, reforzando la luz a lo largo de su camino original, pero si la placa de oro se dobla hacia la placa de silicio, las interacciones con los electrones en el oro retrasan la luz a medida que viaja por la pista de carreras. Eso hace que los valles de las ondas de luz que salen de la pista coincidan con los picos de las ondas que fluyen a través de la guía de ondas, anulándose entre sí y bloqueando el flujo de luz a lo largo de su curso original.

Una segunda guía de ondas colocada en otro lado de la placa de silicio puede proporcionar una rampa de salida para que algo de luz escape de la pista de carreras y comience un nuevo camino. Muchos interruptores interconectados que coreografían el viaje de varias señales de luz entre diferentes componentes electrónicos podrían ayudar a una computadora a realizar operaciones sofisticadas. Los nuevos interruptores redirigen las ondas de luz en decenas de nanosegundos, en comparación con los tiempos de conmutación de microsegundos de dispositivos similares, velocidades tan altas son posibles porque la placa de oro es más liviana y fácil de manipular que los componentes voluminosos de otros interruptores.