La lumière peut être la clé des gadgets à faible consommation d’énergie, selon les experts
Points clés à retenir
- Une percée dans l’utilisation de la lumière pour envoyer des informations pourrait conduire à des appareils à très faible consommation d’énergie, ont déclaré les chercheurs.
- Les chercheurs ont utilisé un nouveau type de semi-conducteur pour créer des points quantiques disposés comme des boîtes à œufs.
- La nouvelle recherche est l’une des nombreuses nouvelles technologies qui pourraient permettre des appareils à très faible consommation d’énergie.
Xia Yuan/Getty Images
Les récentes percées dans l’utilisation de la lumière pour envoyer des informations pourraient conduire à des gadgets à très faible consommation d’énergie.
Les chercheurs ont montré comment ils pouvaient utiliser des effets quantiques appelés non-linéarités pour modifier et détecter des signaux lumineux faibles. Le développement pourrait éventuellement être utilisé dans les appareils électroniques personnels. Mais ne vous attendez pas à voir de sitôt des gadgets quantiques chez Best Buy.
« L’approche décrite dans cet article est pertinente et passionnante, mais elle semble loin d’être déployée », a déclaré Scott Hanson, fondateur et CTO d’Ambiq, une entreprise spécialisée dans les appareils à faible consommation d’énergie, dans une interview par e-mail.
« Les puces utilisées dans les derniers gadgets d’aujourd’hui sont basées sur à peu près les mêmes » commutateurs « à base de silicium qui existent depuis des décennies. Même de petits changements dans la façon dont ces puces sont fabriquées prendraient de nombreuses années à se déployer. »
Les effets quantiques mènent à la découverte
Les chercheurs ont utilisé un nouveau type de semi-conducteur pour créer des points quantiques disposés comme des boîtes à œufs. L’équipe a créé ce paysage énergétique en forme de boîte à œufs en utilisant deux feuilles de semi-conducteurs, qui sont considérés comme des matériaux bidimensionnels car ils consistent en une seule couche moléculaire de seulement quelques atomes d’épaisseur.
Les semi-conducteurs bidimensionnels ont des propriétés quantiques qui diffèrent considérablement du volume et peuvent être utilisés dans des dispositifs de faible puissance.
Pour que cela se produise, nous devons trouver un moyen de prolonger la durée de vie de la batterie – ce qui signifie faire fonctionner l’électronique avec moins d’énergie.
« Les chercheurs voulaient savoir si des effets non linéaires détectables pouvaient persister à des niveaux de puissance extrêmement faibles – jusqu’à un seul photon. Cela nous permettrait d’atteindre une limite inférieure fondamentale sur la consommation d’énergie dans le traitement de l’information », a déclaré le professeur de physique, l’auteur principal. de l’étude Hui Deng alimente le papier la nature décrivant l’étude, a déclaré dans un communiqué de presse.
Un défi majeur que les chercheurs doivent surmonter est de savoir comment contrôler les points quantiques. Pour contrôler ces points avec de la lumière, l’équipe a construit un résonateur en fabriquant un miroir en bas, en plaçant un semi-conducteur dessus, puis en déposant un deuxième miroir sur le semi-conducteur.
« Vous devez contrôler très étroitement l’épaisseur afin que le semi-conducteur soit à la valeur maximale du champ lumineux », a déclaré Long Zhang, chercheur postdoctoral au laboratoire de Deng et premier auteur de l’article, dans un communiqué de presse.
De nouveaux semi-conducteurs bidimensionnels pourraient amener les dispositifs quantiques à température ambiante, plutôt que les températures extrêmement froides actuellement requises.
« Nous approchons de la fin de la loi de Moore », a déclaré le professeur d’ingénierie Steve Forrest, co-auteur de l’article, dans un communiqué de presse, citant la tendance à la densité des transistors sur puce qui double tous les deux ans.
« Les matériaux 2D ont tellement de propriétés électroniques et optiques passionnantes qu’en fait, ils peuvent nous emmener au-delà du silicium. »
Charlie Goetz, PDG de la société d’électricité sans fil Powercast, a déclaré dans une interview par e-mail que si les recherches de Deng portaient leurs fruits, les appareils ultra-basse consommation (ULPD) pourraient offrir d’énormes avantages aux utilisateurs. « Ils permettront de configurer et de déployer des réseaux IoT omniprésents. Ceux-ci alimenteront à leur tour l’intelligence artificielle, qui pourra ensuite convertir la quantité d’entrée en une sortie de qualité », a-t-il ajouté.
Images solo/Getty
« L’ULPD sera le catalyseur d’une ville intelligente du futur plus verte, plus sûre et plus efficace. »
Explorez plusieurs voies pour une faible consommation d’énergie
Les chercheurs explorent de nombreuses autres technologies qui pourraient activer des appareils à très faible consommation.
« L’espace des systèmes sur puce (SoC) a connu des progrès impressionnants au cours des dernières années », a déclaré Goetz. « Ces appareils à faible consommation d’énergie peuvent fonctionner sur piles pendant des années et, plus important encore, peuvent être alimentés sans fil sur de longues distances à l’aide de fréquences radio ou, dans certains cas, d’infrarouges. »
Les humains nagent dans les batteries des smartphones aux alarmes incendie, a déclaré Hansen. « Cela devient rapidement ingérable car nos vêtements, nos maisons et les villes qui nous entourent deviennent tous » intelligents « et » connectés « », a-t-il ajouté.
« Pour être durable, nous devons trouver un moyen de préserver la durée de vie de la batterie – ce qui signifie faire fonctionner les appareils électroniques avec moins d’énergie. Une technologie qui atteint l’objectif de « consommer moins d’énergie » est essentielle. »
Merci de nous en informer!
Recevez les dernières nouvelles technologiques publiées quotidiennement
abonnement
Dites-nous pourquoi !
D’autres détails ne sont pas assez difficiles à comprendre
