Bằng cách kiểm soát tia laser phát ra, các nhà nghiên cứu có thể gửi dữ liệu vào chúng để tăng tốc độ internet đến hơn 1.000 lần. 

Trong nghiên cứu mới được công bố trên Tạp chí Nature Communications, các nhà khoa học ở Đại học Leeds (Anh Quốc) cho biết sẽ giúp internet tiến thêm một bước mới nhờ vào công nghệ truyền dữ liệu siêu tốc qua tia laser ở mức độ lượng tử. Trong phòng thí nghiệm, tốc độ truyền tải đã đạt đến 100 megabit mỗi giây, tức là nhanh hơn hàng ngàn lần so với tốc độ trung bình hiện tại.

Tia laser trông như nhau nhưng thật ra chúng có nhiều loại khác nhau. Điểm khác biệt đến từ việc chúng phát ra ánh sáng ở các phổ điện từ khác nhau trong khoảng tần số terahertz. Trước đây, laser ở mức độ vi mô thường được dùng để phân tích các hóa chất, nhưng khi được ứng dụng để truyền tải dữ liệu, nó cho ra kết quả đáng ngạc nhiên.

Theo đó, để truyền gửi dữ liệu qua laser, các nhà nghiên cứu sẽ bật tắt nguồn phát laser khoảng 100 tỷ lần mỗi giây. Trước đây chúng ta chưa thể làm được điều này vì không chỉ số lần thực hiện quá lớn trong một thời gian ngắn, mà sự chính xác tuyệt đối trong việc thực hiện cũng được đặt lên hàng đầu.

Thế nhưng nhóm nghiên cứu ở Leeds đã tìm ra cách bằng việc sử dụng âm thanh và ánh sáng. “Trước giờ chúng ta chỉ điều khiển nguồn phát laser bằng điện, công nghệ này hiện được cho là tối ưu nhất nhưng vẫn còn nhiều hạn chế. Chúng tôi đã dùng âm thanh và ánh sáng để điều khiển nguồn phát và hóa ra nó cực kỳ hiệu quả”, Giáo sư John Cunningham, chuyên ngành Điện tử nano tại ĐH Leeds, chia sẻ.

Khi một electron đi qua phần quang học của laser, nó sẽ đi qua một loạt các “giếng lượng tử” có phát ra xung năng lượng ánh sáng. Các nhà nghiên cứu lúc này sẽ bật sóng âm lên để điều khiển các photon ánh sáng vừa phát ra của electron, chúng sẽ làm rung động giếng lượng tử và kích hoạt nguồn phát laser.

“Về cơ bản, chúng tôi dùng sóng âm thanh để làm rung động các hạt điện tử có trong tia laser. Khi quá trình hoàn thành, laser ở khoảng tần số terahertz tại đầu ra sẽ bị thay đổi bởi sóng âm và từ đó ta có được kết quả mong muốn”, Giáo sư vật lý Tony Kent chia sẻ thêm về công nghệ mới.

Nghiên cứu này chỉ mới hoàn thành bước đầu trong phòng thí nghiệm, cần nhiều thứ phải hoàn thành trước khi được ứng dụng trong thực tế. Tuy vậy, tương lai của việc truyền dữ liệu bằng laser với tốc độ nhanh gấp hàng ngàn lần là rất khả thi.

“Chúng tôi hiện chưa kiểm soát được trọn vẹn “dòng chảy” của tia laser và do đó vẫn còn độ sai lệch, nhưng trước mắt chúng tôi đã làm chủ được công nghệ này ở vài phần trăm của một tia laser, khiến tương lai của công nghệ này thật sự đáng chờ đợi.

Trong thời gian sắp tới, chúng tôi sẽ nâng cấp nghiên cứu của mình để nguồn phát tia laser, photon trong electron cũng như sóng âm thanh phát ra được tự động kiểm soát lẫn nhau mà không cần con người phải tác động để kích thích từ bên ngoài”, ông Cickyham cho biết thêm.

Huy Hoàng