У 90-ті роки цифрова абонентська лінія (DSL) надала користувачам можливість швидкого доступу до інтернету. Ця технологія грунтувалася на тому факті, що існуючі лінії здатні передавати дані в набагато ширшому діапазоні, ніж необхідно для голосового зв'язку. За допомогою мегагерцових частот сучасні технології DSL досягають швидкості низхідного потоку даних до 100 Мбіт / с на відстані до 500 метрів, і більше 1 Гбіт / с на більш коротких дистанціях.
Ідею нового дослідження фізику з Університету Брауна Деніелю Мітлману запропонував сам Джон Чоффі, «батько DSL», який хотів зрозуміти, чи зможуть недавні успіхи в розробці гігагерцовий передавачів посилити швидкість передачі даних в тисячу разів, пише видання Spectrum. Для цього вчені почали експериментувати з відправкою тривалого 200-гигагерцового сигналу через обладнання, яке імітує виту пару телефонних кабелів, які зазвичай використовують для DSL-зв'язку. Воно складалося з двох мідних проводів діаметром 0,5 мм, що йдуть паралельно всередині широкої сталевої трубки. Металева оболонка повинна була утримувати енергію сигналу і мінімізувати втрати від згинання проводів.
Коли дослідники проаналізували порт виводу, вони виявили, що енергія сигналів була розподілена в просторі таким чином, який підтверджував, що вона розподілена по безлічі каналів. Вони прийшли до висновку, що система може підтримувати швидкість приблизно в 10 Тбіт / с на відстані до трьох метрів. На відстані 15 метрів вона падала до 30 Гбіт / с.
«Теоретично, це швидше, ніж будь-який канал, який тільки можна собі уявити - навіть оптичне волокно не може передавати 10 Тбіт / с», - сказав Мітлман.
Ідея вчених може знайти застосування в областях, що вимагають швидкої передачі великого обсягу даних на короткі відстані, наприклад, в дата-центрах або між мікрочіпами. Надалі вони мають намір збільшити дальність дії системи, знизивши втрати енергії.
Дещо раніше новий спосіб бездротової передачі даних запропонували британські інженери. Зробивши прорив в управлінні терагерцовий квантово-каскадних лазерами, вони домоглися швидкості 100 Гбіт / с.
Для того, щоб послати дані з такою великою швидкістю, лазери потрібно дуже швидко модулювати - вмикати / вимикати приблизно 100 млрд раз в секунду. Дослідники з Університету Лідса і Університету Ноттінгема вважають, що домогтися надшвидкої модуляції можна, поєднуючи енергію акустичних і світлових хвиль.
Квантово-каскадний лазер досить ефективний. Коли електрон проходить через оптичний компонент лазера, він проходить через серії «квантових колодязів», де рівень енергії електронів падає, і виділяється фотон. Один електрон здатний дати поштовх кільком фотонам. Цей процес і вимагає управління за допомогою модуляції.
Замість того щоб використовувати зовнішню електроніку, команда дослідників звернулася до звукових хвиль, які генеруються в результаті удару імпульсу іншого лазера про алюмінієву плівку. Удар змушує полоні розширюватися і скорочуватися, посилаючи механічні хвилі через квантово-каскадний лазер.