Un equipo internacional de investigadores dirigido por Ranjan Singh, profesor de Ingeniería Eléctrica en la Universidad de Notre Dame (EE.UU.) y especialista en fotónica, desarrolló un novedoso chip con capacidad de operar en frecuencias de terahercios, crucial para el progreso de la tecnología 6G, que las empresas de telecomunicaciones planean implementar alrededor del 2030.
Singh expresó a The Conversation este martes que la capacidad de transmisión de señales de alta frecuencia representa un importante paso adelante en el camino hacia una comunicación inalámbrica más rápida y confiable. Asegura que, después de la implementación de estos chips, una película en 4K se podría descargar en apenas unos segundos, en comparación con los 11 minutos que se necesitan con la red actual.
El especialista también ejemplifica que esta tecnología permitiría experiencias de realidad virtual y aumentada inmersivas sin demoras, lo que podría tener un impacto fundamental en la atención sanitaria, entre otras aplicaciones, revolucionando las cirugías remotas.
El problema de la congestión en las redes
El experto señala que el espectro de frecuencias electromagnéticas de radio que utilizan las redes inalámbricas actuales está cada vez más saturado, a medida que el mundo agrega miles de millones de dispositivos conectados. En este sentido asegura que las ondas de frecuencias en terahercios ofrecen una solución a este problema, al utilizar la parte relativamente desocupada del espectro electromagnético entre las microondas y los infrarrojos. Además, subraya que estas frecuencias más altas pueden transportar cantidades masivas de datos, lo que las hace ideales para las aplicaciones de uso intensivo de datos del futuro.
¿Cuál es la novedad?
El chip topológico de silicio formador de haz de terahercios, como su nombre indica, aprovecha las características físicas (topológicas) del silicio, que ayudan a dirigir las ondas de terahercios y convertirlas en haces dirigidos. El experto explica que el chip toma una señal de terahercios de una única fuente y la divide en 54 señales más pequeñas, que luego son guiadas a través de 184 canales diminutos. Como novedad, el conjunto de canales envía haces potentes y enfocados que cubren los 360 grados que rodean el chip en un patrón de panal microscópico.
Según reveló Singh, cada haz puede transmitir y recibir datos a velocidades de 40 a 72 gigabits por segundo, muchas veces más rápido que las redes 5G actuales. De este modo, cualquier dispositivo inalámbrico bajo la influencia de un dispositivo de telecomunicaciones de transmisión de señales que utilice el chip recibirá de este una señal de alta velocidad. Los creadores del chip publicaron recientemente sus resultados en Nature.
Otros desafíos resueltos
Estos chips se enfrentan al desafío de que las ondas de terahercios tienen un alcance más corto en comparación con las señales de frecuencia más baja que se utilizan en las redes 4G y 5G. Para solucionarlo, estos dispositivos dirigen con precisión las señales de alta frecuencia en direcciones específicas para garantizar que lleguen a su destino sin pérdida ni degradación y aumentando tanto la eficiencia como la confiabilidad. El chip también garantiza que esos haces brinden cobertura en todas las direcciones.
