Pesquisadores da Universidade Técnica da Dinamarca (DTU) desenvolveram um nanolaser capaz de abrir caminho para uma nova geração de computadores, celulares e centros de dados mais rápidos e energeticamente eficientes.
O estudo foi publicado na revista científica Science Advances e aponta que a tecnologia pode reduzir em até 50% o consumo de energia em equipamentos digitais.
O avanço permite integrar milhares de lasers ultracompactos em um único microchip, substituindo sinais elétricos por sinais transmitidos por partículas de luz, os fótons.
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Hoje, embora a internet utilize fibra óptica para transmissão de dados, dentro dos computadores a comunicação ainda ocorre por eletricidade, o que limita a velocidade e gera calor.
Segundo o professor Jesper Mørk, coautor do estudo ao lado de Meng Xiong e Yi Yu, o nanolaser pode viabilizar uma nova geração de componentes miniaturizados de alto desempenho.
“O nanolaser abre a possibilidade de criar uma nova geração de componentes que combinam alto desempenho com tamanho mínimo. Isso pode ocorrer na tecnologia da informação, por exemplo, onde lasers ultrapequenos e energeticamente eficientes podem reduzir o consumo de energia em computadores, ou no desenvolvimento de sensores para o setor de saúde, onde a extrema concentração de luz do nanolaser pode fornecer imagens de alta resolução e biossensores ultrassensíveis”, afirmou ao Phys.org.
Ao levar a luz diretamente para dentro do microchip, a tecnologia pode tornar os sistemas mais rápidos, mais frios e mais eficientes do ponto de vista energético.
Como os sinais luminosos podem ser transmitidos com quase nenhuma perda de energia, a estimativa é de que o consumo energético de computadores possa cair pela metade.
O dispositivo foi desenvolvido em sala limpa no laboratório DTU Nanolab e supera limites tradicionais de miniaturização. O laser utiliza uma estrutura de aprisionamento de luz, chamada nanocavidade, que concentra radiação em uma área microscópica com intensidade extrema, algo anteriormente considerado inviável.
Quando iluminado por um feixe externo, luz e elétrons se concentram nesse espaço reduzido, permitindo operação em temperatura ambiente com baixo consumo de energia. A estrutura foi originalmente projetada por um grupo liderado pelo professor Ole Sigmund, do departamento DTU Construct.
O próximo desafio da equipe é permitir que o nanolaser seja alimentado eletricamente. Caso isso seja alcançado, a tecnologia poderá transformar diversos setores.
Computadores e smartphones poderiam operar com menor gasto energético e maior desempenho, enquanto centros de dados reduziriam significativamente seus custos e impacto ambiental.
Na área da saúde, o componente pode viabilizar sensores ultrassensíveis e sistemas de imagem de altíssima resolução.
Os pesquisadores estimam que os obstáculos técnicos restantes possam ser superados em um prazo de cinco a dez anos.
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