PRIN 2022 PNRR - MAGIC
MAGneto-Optic Integrated Computing (MAGIC) - MAGIC ha l’obiettivo di superare i limiti attuali dell’hardware elettronico realizzando memorie ottiche non volatili e a basso consumo basate su materiali magneto-ottici
L'intelligenza artificiale e gli algoritmi di apprendimento automatico sono diventati strumenti indispensabili per l'elaborazione del traffico dati Internet. La crescita esponenziale di dati generati e utilizzati in tutto il mondo è inarrestabile e sta spingendo verso soluzioni che superino i limiti dell'hardware elettronico in termini di velocità e consumo energetico. La fotonica è un candidato promettente per affrontare questa sfida in quanto consente di elaborare in parallelo enormi quantità di dati riducendo l'attenuazione del segnale e aumentando la larghezza di banda della comunicazione con una latenza di propagazione insignificante.
Sebbene i circuiti integrati fotonici (PIC) risultino particolarmente interessanti per eseguire funzionalità on-demand, è tuttavia necessario renderli riconfigurabili dinamicamente implementando interruttori ottici non volatili che possano essere ciclicamente attivati un numero elevatissimo di volte. La tecnologia di commutazione convenzionale si basa su effetti termo-ottici o elettro-ottici, caratterizzati da elevati consumi dovuti alla loro volatilità. Nel progetto MAGIC, proponiamo una nuova classe di memorie ottiche non volatili a basso consumo energetico, basate sull'effetto di sfasamento non reciproco (NRPS) in materiali magneto-ottici (MO).
Applicando un campo magnetico esterno a un materiale MO, ne controlliamo l'indice di rifrazione e quindi la velocità di fase della luce che lo attraversa. Sulla base di questo principio, realizzeremo interruttori a controllo ferromagnetico inserendo un cristallo MO su risonatori ad anello in silicio. Prevediamo di superare le prestazioni degli attuali interruttori ottici non volatili, riducendo l'energia di commutazione al di sotto di 1 pJ e spingendo la velocità di commutazione oltre 1 GHz. Il magnete permanente utilizzato per applicare il campo magnetostatico può essere riscritto più di 1012 volte, 7 ordini di grandezza in più rispetto agli interruttori basati su materiali a cambiamento di fase. Basandoci su questi risultati attesi, intendiamo anche implementare innovative sinapsi MO per reti neurali ottiche di nuova generazione.
ENTE PROMOTORE: MUR
NOME PROGETTO: MAGIC
PERIODO E DURATA: 24 mesi, 30/11/2023 – 29/11/2025
FINANZIAMENTO: € 51.213
COORDINATORI: Università degli Studi di Cagliari
REFERENTI SSSA: Fabrizio Cesare Filippo Di Pasquale, Claudio J. Oton
