Các nhà khoa học đã tìm ra cách để dữ liệu có thể được truyền nhanh hơn hàng ngàn lần so với cáp Internet hiện tại, sau một bước đột phá công nghệ lớn. Một báo cáo mới được công bố trên tạp chí Nature Communications mới đây cho thấy, các nhà nghiên cứu đã tạo ra một bước đột phá trong việc kiểm soát laser tầng lượng tử terahertz, thứ mà họ nói có thể được sử dụng để truyền dữ liệu với tốc độ 100 gigabits trên giây. Hiện tại các kết nối ethernet hoạt động ở tốc độ 100 megabit/giây, thấp hơn khoảng 1.000 lần.

Lâu nay, sự khác biệt giữa các loại laser cụ thể là do chúng phát ra ánh sáng trong phạm vi terahertz của phổ điện từ và phần lớn được sử dụng để phân tích hóa chất. Nhưng bằng cách chuyển chúng sang sử dụng cho việc gửi dữ liệu, chúng có thể cung cấp các kết nối nhanh hơn nhiều. Ứng dụng của nó có thể hữu ích cho các cơ sở nghiên cứu, bệnh viện, thông tin vệ tinh hoặc bất kỳ tình huống nào khác khi cần kết nối mạng rất nhanh.

Tuy nhiên, vì quá nhanh nên rất khó để kiểm soát. Và bây giờ, các nhà nghiên cứu nghĩ rằng họ đã tìm ra cách kiểm soát sự điều chế rất nhanh đó, bằng cách sử dụng âm thanh và ánh sáng.

Đây là laser tầng lượng tử terahertz trên giá đỡ của nó. Một cặp nhíp cho thấy thiết bị nhỏ như thế nào.

"Đây là một nghiên cứu thú vị", John Castyham, giáo sư về điện tử nano tại Đại học Leeds nói. "Hiện tại, hệ thống điều chế laser tầng lượng tử được điều khiển bằng điện - nhưng hệ thống đó có những hạn chế. Bởi trớ trêu thay, các thiết bị điện tử tương tự cung cấp việc điều chế thường tạo ra một cú hích về tốc độ điều chế. Cơ chế chúng tôi đang phát triển phụ thuộc vào sóng âm”.

Khi một electron đi qua phần quang học của tia laser, nó đi qua một loạt "giếng lượng tử", nơi mà mức năng lượng của electron giảm xuống và một photon hoặc xung năng lượng ánh sáng được phát ra. Một electron có thể phát ra một số lượng photon nhất định và được điều khiển - bằng cách sử dụng sóng âm để làm rung các giếng lượng tử đó.

"Về cơ bản, những gì chúng tôi đã làm là sử dụng sóng âm để làm rung chuyển các trạng thái điện tử phức tạp bên trong laser tầng lượng tử", Tony Kent, giáo sư vật lý tại Đại học Nottingham nói. "Sau đó chúng ta có thể thấy rằng đầu ra ánh sáng terahertz của nó đã bị thay đổi bởi sóng âm."

Tất nhiên, nghiên cứu này chưa hoàn hảo và vẫn cần kiểm soát nhiều hơn trước khi các laser có thể được sử dụng một cách đáng tin cậy để truyền dữ liệu. Nhưng theo hướng đi này, các nhà khoa học có thể dẫn đến những đột phá lớn trong việc truyền dữ liệu.

"Chúng tôi đã không đạt đến một tình huống mà chúng tôi có thể dừng lại và bắt đầu dòng chảy dữ liệu hoàn toàn, nhưng chúng tôi có thể kiểm soát sản lượng ánh sáng ở mức một vài phần trăm. Đó là một khởi đầu tuyệt vời", giáo sư Cickyham nói.

"Chúng tôi tin rằng với sự tinh chỉnh nhiều hơn nữa, sẽ có thể phát triển một cơ chế mới để kiểm soát hoàn toàn lượng phát thải photon từ laser và thậm chí có thể tích hợp các cấu trúc tạo ra âm thanh với laser terahertz, từ đó không cần nguồn âm thanh bên ngoài", ông chia sẻ thêm.

Thu Trà  (Tham khảo independent)