Le record de vitesse de transmission de données le plus rapide au monde a encore une fois été battu, ouvrant la voie à une transmission de plus en plus instantanée de l’ensemble du référentiel de connaissances du monde. L’équipe qui a réalisé cet exploit est composée de chercheurs de l’Université technique du Danemark (DTU) et de l’Université de technologie Chalmers de Göteborg, en Suède. Leur nouvelle technique exploite un seul laser et une seule puce optique conçue sur mesure permettant des débits de l’ordre de 1,8 Pbit/s (pétabits par seconde), soit le double du trafic Internet mondial actuel.
Pour l’échelle, le même record de transmission de données avait déjà été battu en août 2020 avec un étonnant 178 Tbit/s (térabits par seconde) – assez pour télécharger le catalogue alors existant de Netflix en moins de temps que vous ne pouviez compter un seul Mississippi. Mais cette vitesse ne représente qu’environ 10 % du débit maximal annoncé aujourd’hui, ce qui signifie qu’en moins de trois ans, nous avons décuplé la technologie.
Une partie de la sauce secrète derrière le disque provient de la puce optique propriétaire, qui peut prendre l’entrée d’un seul laser infrarouge pour créer un spectre de nombreuses couleurs. Chaque couleur représente une fréquence qui n’est pas sans rappeler les dents d’un peigne, parfaitement et également distinguables les unes des autres (c’est exactement le processus par lequel nous distinguons les couleurs, en détectant les différentes fréquences des matériaux légers réfléchis vers nous). Et puisque ces multiples fréquences se distinguent parfaitement les unes des autres, avec une distance séparée définie entre chacune, cette information peut être transmise sur chacune de ces fréquences (ou canaux). Plus il y a de couleurs/fréquences/canaux, plus il est possible d’envoyer de données, ce qui a conduit à l’établissement du nouveau record mondial de vitesse de transmission de 1,8 Pbit/s.
La technologie optique d’aujourd’hui nécessiterait environ 1 000 lasers différents pour produire la même quantité de longueurs d’onde capables de transmettre toutes ces informations. Cela en soi est un problème; chaque laser supplémentaire augmente la consommation d’énergie, multiplie le nombre de points de défaillance et rend la configuration plus difficile à gérer.
Victor Torres Company, professeur à l’Université de technologie de Chalmers et chef du groupe de recherche qui a développé et fabriqué la puce, a expliqué quelque chose du travail de l’équipe :
« La particularité de cette puce est qu’elle produit un peigne de fréquence avec des caractéristiques idéales pour les communications par fibre optique – elle a une puissance optique élevée et couvre une large bande passante dans la région spectrale qui est intéressante pour les communications optiques avancées », a-t-il déclaré.
Fait intéressant, comme beaucoup d’autres « faux pas » scientifiques, le but initial de la conception n’était pas de battre le record mondial de débit de transmission :
« En fait, certains des paramètres caractéristiques ont été atteints par coïncidence et non par conception », a ajouté la société Victor Torres. « Cependant, grâce aux efforts de mon équipe, nous sommes maintenant capables de rétroconcevoir le processus et d’obtenir des micropeignes à haute reproductibilité pour des applications cibles dans les télécommunications. »
La recherche a des applications pratiques qui devraient également être étendues hors du laboratoire – l’idée n’est pas que cette technologie fasse la une des journaux et soit abandonnée dans les couloirs du vaporware. Selon le professeur Leif Katsuo Oxenløwe, responsable du Centre d’excellence pour la photonique sur silicium pour les communications optiques (SPOC) au DTU, la technologie présente un énorme potentiel de mise à l’échelle :
« Nos calculs montrent qu’avec la seule puce fabriquée par l’Université de technologie de Chalmers et un seul laser, nous pourrons transmettre jusqu’à 100 Pbit/s. La raison en est que notre solution est évolutive, à la fois en termes de création de nombreuses fréquences et en termes de division du peigne de fréquences en plusieurs copies spatiales, puis de leur amplification optique et de leur utilisation comme sources parallèles avec lesquelles nous pouvons transmettre des données. Bien que les copies en peigne doivent être amplifiées, nous ne perdons pas les qualités du peigne, que nous utilisons pour une transmission de données spectralement efficace.
Il est époustouflant de penser à tant d’informations que cela pourrait mettre à rude épreuve une connexion de 100 Pbit/s, soit environ 100 fois le flux de trafic d’Internet d’aujourd’hui. Mais construisez les autoroutes, comme on dit, et le trafic viendra.