Hedendaagse computers werken met binaire signalen: nullen en enen. Pablo Marin-Palomo van de VUB-onderzoeksgroep B-PHOT onderzoekt een heel andere manier om informatie over te brengen. Door verschillende kleuren laserlicht te gebruiken, kunnen meerdere datastromen parallel worden verzonden. Met zijn ERC Starting Grant voor zijn onderzoeksproject COMBYNE wil hij onderzoeken of één compacte fotonische chip veel van die verschillende kleuren tegelijk kan genereren en aansturen. Het uiteindelijke doel is digitale communicatie compacter, schaalbaarder en energiezuiniger te maken.
Werk je aan een revolutie in de digitale wereld?
Pablo: “Dat is de ambitie. We willen een fundamentele bouwsteen van de digitale wereld herdenken: de lasers die het licht produceren waarmee data door optische vezels worden verstuurd. Als één compact apparaat veel regelbare kleuren tegelijk kan genereren, zouden toekomstige netwerken meer data parallel kunnen vervoeren met zelfs minder hardware en minder energie.
Elektronica heeft het dagelijkse leven veranderd met computers en smartphones. Het heeft levensreddende technologieën zoals pacemakers en defibrillatoren mogelijk gemaakt. Op dezelfde manier kan vooruitgang in de fotonica communicatie, detectie, gezondheidszorg en industrie verbeteren en tegelijk mogelijkheden creëren die vandaag nog niet bestaan.”
De wereld ontwikkelt zich nu al ongelooflijk snel. Zullen technologieën als deze die ontwikkeling nog verder versnellen?
Pablo: “Technologieën als deze kunnen de vooruitgang verder helpen versnellen, met een impact die veel verder reikt dan AI.”
Pablo Marin-Palomo
Wat probeer je precies te bereiken?
Pablo: “Mijn onderzoeksgroep COMBYNE buigt zich over een fundamentele vraag: kunnen we lasers op één fotonische chip zo laten samenwerken en aansturen, zodat ze tegelijk veel verschillende, regelbare kleuren licht produceren? Elke kleur zou een onafhankelijke datastroom kunnen vervoeren. Daardoor zou één compact apparaat veel parallelle communicatiekanalen kunnen ondersteunen, in plaats van dat elk kanaal een aparte laser nodig heeft.”
Wat heeft de ERC-jury overtuigd om je onderzoek te financieren?
Pablo: “Ik denk dat de jury overtuigd was door de combinatie van een fundamentele, grotendeels onontgonnen vraag en het brede technologische potentieel ervan. Geïntegreerde fotonica wordt steeds belangrijker, maar we we begrijpen en controleren nog altijd niet de netwerken van lasers die op een chip met elkaar interageren. Als COMBYNE slaagt, kan dat een nieuwe gereedschapskist opleveren voor het creëren van herconfigureerbare lichtbronnen op chips voor heel veel verschillende toepassingen.”
Waar hoop je met je onderzoek te staan aan het einde van de vijfjarige ERC-financieringsperiode?
Pablo: “Ik hoop dat we een stevig kader hebben ontwikkeld om te begrijpen en te controleren hoe lasers op een chip met elkaar interageren. We willen die kennis ook vertalen naar proof-of-concept-experimenten die het potentieel van de technologie aantonen voor communicatie via optische vezels en draadloze communicatie.”
“Het belang van lasertechnologie zal blijven toenemen”
Wanneer verwacht je de eerste praktische toepassingen van je eigen werk?
Pablo: “We verwachten de eerste proof-of-concept-demonstraties tijdens dit vijfjarige project, in een gecontroleerde laboratoriumomgeving. Als die het potentieel van de technologie bevestigen, is de volgende stap om ze op te schalen en een robuust apparaat te ontwikkelen voor gebruik in de praktijk en uiteindelijk voor de markt.”
Meer algemeen: wanneer verwacht je dat technologie op basis van licht op grote schaal zal worden gebruikt in de digitale wereld?
Pablo: “Technologie op basis van licht is nu al essentieel voor de digitale wereld: laserlicht vervoert elke seconde terabits aan data door optische vezels. (1 terabit aan data is ongeveer 30.000 tot 40.000 foto's of zo'n 25 tot 30 films van de allerhoogste kwaliteit, nvdr) Het belang van lasertechnologie zal blijven toenemen, omdat de groeiende vraag naar data de overgang van koperverbindingen naar optische vezels en golfgeleiders stimuleert.”
Had je je als jongen ooit de digitale wereld kunnen voorstellen waarin we vandaag leven?
Pablo: “Ik ben geboren in 1990 en groeide op met sciencefiction zoals The Matrix en Stargate, vol teleportatie, supermensen en robots. Vaak in dystopische verhalen, omdat rampen nu eenmaal beter verkopen... Tegelijkertijd groeide ik op met het World Wide Web en zag ik de digitale wereld evolueren. Toch had ik me nooit kunnen voorstellen hoe diep die vandaag ons leven zou bepalen. Wat me toen enthousiast maakte, maakt me dat nog altijd: sciencefiction werkelijkheid maken, stap voor stap.”