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Circuitos ópticos integrados micrométricos
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Francis Villatoro explica cómo utiliza guías coplanares sobre un sustrato para crear circuitos ópticos integrados, comparándolo con la creación de circuitos electrónicos en chips.
…cuando yo los genero más o menos está equilibrado. Yo los desequilibrio y hago que el error en posición baje a costa de empeorar el error en momento lineal. Entonces con eso consigo esto: es relevante en este tiempo de tecnologías ópticas, cuando en lugar De utilizar fibra óptica, lo que utilizo son guías coplanares, guías puestas sobre un sustrato, es como los chips, lo comentaba Gastón, de crear circuitos electrónicos ahí, pues esto integrado, es óptica integrada. Los láseres me emiten básicamente infrarrojo, son tamaños micrométricos, y yo puedo integrar circuitos incluso submicrométricos, en los que realmente ese fotón óptico es más grande que la guía que lo guía. O sea, el fotón se está haciendo guiado por una estructura que es más pequeña que su longitud de onda. Pero esto funciona bastante bien. Y eso en óptica cuántica es muy útil porque eso te permite tener estos fotones ópticos que cubran todas las guías. Tienes 16 guías en paralelo y las longitudes de onda de esos fotones son tan grandes como lo que ocupan las 16 guías, pero están guiados por una cosa mucho más pequeña y Bueno, esta empresa desarrolló un ordenador que llamó X8, que tenía 8 modos estrechados en posición en la guía y era la novedad. Eso lo publicó en Nature en 2021. Después desarrolló un ordenador, un poquito más avanzado, que era X12, que tenía 12 modos. Fue…
Significado #1 · Palabras #1
Héctor Socas explica cómo las cavidades resonantes amplifican ciertos modos basados en la longitud de onda de la luz visible, que son extremadamente pequeñas.
Habla: Héctor SocasSignificado #8cavidades resonantes amplifican longitudes ondalongitud de onda luz visible nanómetrosmodos enteros longitud de onda…eso mismo, ese mismo principio aplicado a la luz visible se puede hacer con espejos, con espejos ultra reflectantes, se mete un haz de láser y se empieza a reflejar entre los espejos de un lado y a otro, esos espejos como para hacer reflejos infinitos, y lo Que te va a ocurrir es que esa cavidad va a tener una preferencia, va a amplificar aquellos modos en los que caben un número entero de longitudes de onda, que claro son pequeñísimas, o sea, la longitud de onda de la luz visible es de... Yo qué sé, de cientos de nanómetros, o sea, de menos de micrómetros, ¿no? Millonésimas de metros. Entonces lo que se hace es que se mete un Láser y tú vas en un láser sintonizable y tú lo vas sintonizando hasta que llega un momento que ves que se produce la resonancia, o sea, que la cavidad amplifica, se forma esa onda estacionaria de luz y se produce una amplificación de esa luz. Entonces, en…
Francis Villatoro aclara la diferencia entre el concepto de fotón en óptica y su aplicación en ordenadores cuánticos fotónicos Aurora, explicando que lo que se propaga en estos dispositivos son modos guiados, una especie de cuasipartículas hechas de fotones.
Habla: Francis VillatoroSignificado #14 · Palabras #6fotón en óptica y ordenadores cuánticosmodos guiados en ordenadores cuánticos fotónicos auroracuasipartículas tipo electrón en un sólidomodos guiados como cuasi partícula de fotones…línea que es la línea de la óptica lineal, el hecho de poder, la mecánica cuántica es básicamente una teoría lineal, entonces si tú en óptica cuántica que utilizas fotones, en óptica cuántica el concepto de fotón no tiene nada que ver con la partícula, ¿vale? O sea, cuando hablamos de fotón en una fibra óptica, en una guía de ondas, microintegrada, en un circuito óptico en plan chip, que son los que se utilizan en este tipo de ordenadores, lo que se propaga no es un fotón; lo que se propaga es lo mismo que en un sólido. No se propaga un electrón, cuando yo hablo de electrones en un sólido no hablo de electrones, hablo de cuasipartículas tipo electrón. Aquí en una guía lo que se propaga es un modo, un modo guiado; entonces, un modo guiado en cierto sentido, es una especie de cuasi partícula hecha de fotones. Pero esos modos guiados en ciertas circunstancias se comportan como objetos cuánticos y yo les llamo fotones. Entonces, cuando hablo de óptica cuántica, hablo de fotones ópticos. Se suele usar la palabra fotón sin ponerle ningún adjetivo, pero hay que tener…
Francis Villatoro explica cómo utiliza guías coplanares sobre un sustrato para crear circuitos ópticos integrados, comparándolo con la creación de circuitos electrónicos en chips.
Habla: Francis VillatoroSignificado #1 · Palabras #1guías coplanares sobre sustratocircuitos ópticos integrados micrométricosfotón óptico guía submicrométricalongitud de onda fotón guía…cuando yo los genero más o menos está equilibrado. Yo los desequilibrio y hago que el error en posición baje a costa de empeorar el error en momento lineal. Entonces con eso consigo esto: es relevante en este tiempo de tecnologías ópticas, cuando en lugar De utilizar fibra óptica, lo que utilizo son guías coplanares, guías puestas sobre un sustrato, es como los chips, lo comentaba Gastón, de crear circuitos electrónicos ahí, pues esto integrado, es óptica integrada. Los láseres me emiten básicamente infrarrojo, son tamaños micrométricos, y yo puedo integrar circuitos incluso submicrométricos, en los que realmente ese fotón óptico es más grande que la guía que lo guía. O sea, el fotón se está haciendo guiado por una estructura que es más pequeña que su longitud de onda. Pero esto funciona bastante bien. Y eso en óptica cuántica es muy útil porque eso te permite tener estos fotones ópticos que cubran todas las guías. Tienes 16 guías en paralelo y las longitudes de onda de esos fotones son tan grandes como lo que ocupan las 16 guías, pero están guiados por una cosa mucho más pequeña y Bueno, esta empresa desarrolló un ordenador que llamó X8, que tenía 8 modos estrechados en posición en la guía y era la novedad. Eso lo publicó en Nature en 2021. Después desarrolló un ordenador, un poquito más avanzado, que era X12, que tenía 12 modos. Fue…
Francis Villatoro describe un logro tecnológico relacionado con la supremacía cuántica, destacando su superioridad sobre los logros anteriores de Google y la rapidez con la que resolvió un problema.
Habla: Francis VillatoroPalabras #5supremacía cuántica tecnología ópticaalgoritmo para valores aleatoriosdispositivos integrados en chip16 microsegundos vs 9000 añoslogro de google supremacía cuántica…Esto puede parecer que volver a demostrar la ventaja cuántica no parece muy relevante, pero se publicó en Nature. Se publicó en Nature, lo lograron con 216 modos. Esto es una cosa complicada, ¿eh? Controlar 216 guías en paralelo en las que yo voy. cruzando de vez en cuando para generar un algoritmo, claro, repito que es un algoritmo para generar valores aleatorios, pero bueno, lograron demostrar supremacía con esa tecnología, claro, una tecnología óptica, Son dispositivos integrados en chip, óptica integrada, que tienen tamaños muy pequeños, entonces pues resolvían algo así como 16 microsegundos, lo que el mayor supercomputador del mundo necesitaría, yo que sé, 9000 años, ¿no? O sea, era una cosa como mucho más espectacular que el logro de Google, pero claro, llegó años más tarde. Pero esto realmente, si tú tienes una compañía y tú lo quieres convencer a los inversores de que de verdad te apoyen financieramente, tú lo que necesitas es un ordenador de propósito general. Si tú avanzas en un ordenador cuántico de propósito específico, que…
Francis Villatoro explica que los chips utilizados en el ordenador cuántico fotónico son muy pequeños, lo que minimiza la distancia que recorre el fotón durante su operación y reduce las pérdidas.
Habla: Francis VillatoroSignificado #4chips micrométricos ordenador cuántico fotónicodistancia del fotón en operación mínimapérdidas en chips pequeños…antes que el fotón óptico es más grande que la guía, es decir, el fotón óptico está pasando por un material, guiado por una cosa óptica transparente, pero está cubriendo una región muy grande. Las pérdidas son enormes, pero pérdidas absolutamente terribles. Por fortuna, estos chips son muy cortitos; son muy pequeñitos; son micrométricos; son chips muy pequeños, entonces la distancia que recorre el fotón mientras opera, pues es muy cortita y más o menos aguanta lo mínimo, lo mínimo que pueda aguantar, pero aguanta casi nada. Eso es una cosa absolutamente fascinante; estamos hablando de pérdidas. del orden del 95%, estamos hablando de pérdidas de varios decibelios por metro, en una fibra óptica Quería hacerte una pregunta, yo no leí el artículo, pero quería saber si dicen algo, no hay ningún prospecto acerca de esto, podría ser lograble en 15 años,…
Francis Villatoro explica las desventajas de las técnicas habituales de optoelectrónica, destacando la pérdida de velocidad y la susceptibilidad a errores en el procesamiento de señales ópticas.
Habla: Francis VillatoroSignificado #7ordenadores fotónicos vs microelectrónicosmicroelectrónica para necesidades actualesseñales ópticas en el trabajo de francis villatoroaplicaciones de la fotónica electromagnéticaoptoelectrónica y transducción de señalespérdida de velocidad en fotodiodosprocesamiento electrónico de señales ópticaserrores en la regeneración láser…la charla que dieron era de implementación de fotónica en satélites, presentaban que podían ser unos chips súper pequeñitos. Sí, la pregunta es, me encantaría comentar el estado actual de la fotónica para reemplazar chips basados en electrónica. Bueno, A ver, son dos cosas distintas. En principio, claro, supongo que la idea subyacente de la pregunta es: ¿habrá algún día ordenadores fotónicos en lugar de ordenadores microelectrónicos? Y la respuesta es que probablemente no, ¿vale? No, no. O sea, para lo que queremos, ordenadores microelectrónicos, la microelectrónica funciona de escándalo; no necesitamos fotónica para nada. La fotónica lo que pasa es que tiene su nicho de aplicación; hay muchas aplicaciones en las que yo trabajo con señales ópticas. La fotónica es súper relevante e importantísima donde yo manejo señales ópticas, manejo dispositivos de microondas o de radio o de rayos X o de... donde yo necesite manejar señales electromagnéticas; lo ideal es la computación completamente electromagnética, completamente óptica. Entonces, porque las técnicas habituales de optoelectrónica en las que yo recibo la señal óptica, la transduzo, hago una transducción a electrónica, proceso electrónicamente la señal y la regenero con un fotodiodo, con un láser, regenero la señal, claro, implica no solo una pérdida de velocidad, sino que implica todo un proceso complejo y susceptible a errores, y Si yo lo tengo que hacer en un dispositivo, por ejemplo, en una fibra óptica transoceánica, tengo que poner repetidores optolectrónicos. Si se me falla uno, ¿qué hago? ¿Tengo que bajar ahí al fondo del océano a repararlo? Lo ideal serían sistemas…
Francis Villatoro explica por qué no tiene sentido reemplazar la microelectrónica con tecnología fotónica en ordenadores personales, aunque esta última sea relevante en otras áreas como satélites y comunicaciones móviles.
Habla: Francis VillatoroSignificado #11fotónica en satélitescomunicaciones móviles fotónicasmicroelectrónica robustez y toleranciafrancis villatoro microelectrónica…en mente que es, ¿mi PC algún día va a ser un PC fotónico? No. Eso, olvídalo, pero no tiene sentido; no tiene sentido, no hay ventajas, ninguna ventaja esperable, ni siquiera en un mundo de jauja imaginario, para sustituir lo que funciona perfectamente en Microelectrónica, cuando estamos trabajando con chorros ahora mismo de fotones, de miles de, perdón, de chorros de electrones, o así partículas de tipo electrón, de miles de electrones, sustituir, reemplazar eso con la misma robustez y tolerancia a fallos, etc. Con fotones no tiene sentido. La fotónica es muy relevante en tecnologías para satélites, en tecnologías de comunicaciones de todo tipo, en móviles; hacer ciertas cosas puramente de manera fotónica. Tiene sus ventajas y se está trabajando muchísimo en fotónica integrada, en fotónica a todas las escalas. Esto es un campo realmente enorme. Yo no soy experto, yo he tenido siempre mucho interés en la parte de óptica no lineal y la parte de aplicaciones en la fotónica no lineal; pero prácticamente casi todo lo que está en el mercado y que es útil y práctico es lineal, porque tecnológicamente es…
Francis Villatoro expresa su certeza sobre la imposibilidad de crear microprocesadores totalmente ópticos con las características actuales, como los gigahercios y millones de transistores.
Habla: Francis VillatoroSignificado #2 · Palabras #3fotones tamaño enorme chips modernoselefantes por cablecitos fibra ópticafrancis villatoro miniaturización fotónicamicroprocesadores totalmente ópticos francis villatorogigahercios y millones de transistoresordenador tamaño habitación óptico…cuando trabajo con estructuras guiadas o de nituro de silicio o directamente de sílica, como la fibra óptica, son materiales que el mínimo de banda está en el infrarrojo, infrarrojo cercano. el infrarrojo cercano tiene unas longitudes, unos tamaños del orden de micrómetros, entonces tú dices, es que en un chip tengo mil millones de transistores en un milímetro cuadrado, sí, pero ahora pon eso con fotones, pon mil millones de fotones guiados, pero si es que los fotones son de tamaño enorme, o sea, que no tiene nada que ver, la cosipartícula de tipo electrón es muy pequeña, pero comparado con un fotón que es enorme, no tiene sentido, yo sé que alguien puede soñar en eso y decir, pues eso se resolverá algún día los elefantes los meteremos por cablecitos de fibra óptica y me llegarán los elefantes directamente a mi casa a través de internet, un internet de elefantes pero no es que no tiene sentido No va a haberlo yo sé que habrá pequeños circuitos, pequeñas cosas pero no habrá el equivalente a un microprocesador como los actuales trabajando en gigahercios y con millones como mínimo de transistores; eso completamente óptico es inconcebible. En ese tamaño, otra cosa es en un ordenador del tamaño de una habitación, completamente óptico. Vale, venga. quería hacer una aclaración, aquí me apunta Cristina Hernández cuando dije lo del Tesla al principio del programa, que era efectivamente cuando se lanzó el Falcon Heavy, con los boosters laterales, no el Super Heavy con la Starship, correcto, fue un lapsus,…