Uma equipe internacional de pesquisadores liderada por Ranjan Singh, professor de engenharia elétrica da Universidade de Notre Dame, nos EUA, e especialista em fotônica, desenvolveu um novo chip capaz de operar em frequências de terahertz, crucial para o progresso da tecnologia 6G, que as empresas de telecomunicações planejam implantar por volta de 2030.
Singh disse ao The Conversation na terça-feira que a capacidade de transmissão de sinais de alta frequência representa um passo importante no caminho para uma comunicação sem fio mais rápida e confiável. Ele afirma que, após a implementação desses chips, um filme em 4K poderá ser baixado em apenas alguns segundos, em comparação com os 11 minutos necessários com a rede atual.
O especialista também exemplifica que essa tecnologia permitiria experiências imersivas de realidade virtual e aumentada sem demora, o que poderia ter um impacto fundamental na área da saúde, entre outras aplicações, revolucionando as cirurgias remotas.
O problema do congestionamento da rede
O especialista ressalta que o espectro eletromagnético de radiofrequência usado pelas redes sem fio atuais está ficando cada vez mais saturado à medida que o mundo acrescenta bilhões de dispositivos conectados. Segundo ele, as ondas de frequência terahertz oferecem uma solução para esse problema ao usar a parte relativamente desocupada do espectro eletromagnético entre as micro-ondas e o infravermelho. Ele também enfatiza que essas frequências mais altas podem transportar grandes quantidades de dados, o que as torna ideais para os aplicativos de uso intensivo de dados do futuro.
O que há de novo?
O chip de silício topológico de formação de feixe de terahertz, como o nome sugere, explora as características físicas (topológicas) do silício, que ajudam a direcionar as ondas de terahertz e transformá-las em feixes direcionados. O especialista explica que o chip recebe um sinal de terahertz de uma única fonte e o divide em 54 sinais menores, que são então guiados por 184 canais minúsculos. Como novidade, a matriz de canais envia feixes potentes e focados que cobrem os 360 graus ao redor do chip em um padrão microscópico de favo de mel.
De acordo com Singh, cada feixe pode transmitir e receber dados a velocidades de 40 a 72 gigabits por segundo, muitas vezes mais rápido do que as redes 5G atuais. Assim, qualquer dispositivo sem fio sob a influência de um dispositivo de telecomunicações transmissor de sinal que use o chip receberá um sinal de alta velocidade dele. Os criadores do chip publicaram recentemente seus resultados na Nature.
Outros desafios resolvidos
Esses chips enfrentam o desafio de que as ondas terahertz têm um alcance menor em comparação com os sinais de frequência mais baixa usados nas redes 4G e 5G. Para resolver esse problema, esses dispositivos direcionam com precisão os sinais de alta frequência em direções específicas para garantir que eles cheguem ao seu destino sem perda ou degradação e aumentem a eficiência e a confiabilidade. O chip também garante que esses feixes ofereçam cobertura em todas as direções.