Les universités de Monash et de Melbourne conçoivent une communication optique sans fil d'inspiration quantique pour l'ère de la 6G

Des chercheurs de l'Université Monash et de l'Université de Melbourne unissent leurs forces pour transformer radicalement le paysage des communications sans fil. Leur projet se concentre sur une nouvelle méthodologie de transmission optique conçue pour répondre aux exigences extrêmes des futurs réseaux de sixième génération (6G). En exploitant les principes de la physique quantique, cette technologie vise à offrir une vitesse de transfert décuplée, une fiabilité sans faille et une gestion énergétique optimisée, des caractéristiques vitales pour les infrastructures intérieures saturées comme les centres de traitement de données modernes.

Le professeur Thas Nirmalathas, expert reconnu de l'Université de Melbourne et pionnier des communications optiques, souligne que cette architecture innovante a pour but de doter les réseaux sans fil d'une capacité de transport de données équivalente à celle de la fibre optique. Le cœur de cette avancée repose sur une transition technologique majeure : délaisser le spectre radiofréquence classique, qui s'étend de 3 kHz à 300 GHz, pour se tourner vers des signaux optiques sans fil. Ces signaux sont manipulés via des techniques de cohérence avancées, s'inspirant directement des comportements observés à l'échelle quantique pour garantir une précision maximale.

L'un des piliers de cette technologie est son approche modulaire reposant sur des réseaux d'antennes optiques à commande de phase. Ce design, imprégné de concepts quantiques, permet à une multitude de petits émetteurs de se synchroniser pour agir comme une source de lumière unique et extrêmement concentrée. Ce mécanisme rappelle le phénomène de superradiance, où les émetteurs agissent de concert pour produire un faisceau directionnel puissant. Cette méthode permet non seulement de réduire drastiquement les interférences, mais aussi d'assurer une robustesse de connexion nécessaire dans les configurations spatiales les plus complexes.

Pour le professeur Malin Premaratne, du département de génie électrique de l'Université Monash, les technologies sans fil actuelles atteignent leurs limites physiques face à la multiplication des objets connectés. L'augmentation de la densité des appareils entraîne inévitablement une hausse des interférences et une dégradation de la qualité du signal. De plus, les problèmes de dissipation thermique et de consommation électrique freinent l'évolution des performances globales. Actuellement, l'extension de ces capacités nécessite souvent un déploiement massif de câbles, ce qui nuit à la flexibilité et à l'agilité des infrastructures.

Les résultats de cette recherche, documentés dans la publication IEEE Communications Letters, offrent une solution de mise à l'échelle sans nécessiter une refonte totale des installations matérielles. La modularité du système permet une grande adaptabilité et une focalisation précise de l'énergie là où elle est requise. Cette innovation ne se limite pas aux terminaux grand public ; elle s'adresse prioritairement aux communications internes des serveurs et des centres de données, où les contraintes d'espace et de refroidissement sont particulièrement critiques pour le maintien des performances de calcul.

Cette intégration de la physique quantique dans le domaine de l'optique sans fil pourrait bien constituer un tournant décisif pour l'industrie des télécommunications. Le principe de superradiance, où N émetteurs se synchronisent pour générer une intensité proportionnelle à N au carré, promet une efficacité énergétique et une cohérence de signal sans précédent. Dans l'écosystème de la 6G, marqué par l'essor de l'intelligence artificielle distribuée et du calcul en périphérie, de telles innovations au niveau physique sont indispensables pour atteindre des latences inférieures à la milliseconde et des débits ultra-élevés. Cette avancée positionne les réseaux sans fil intérieurs sur un pied d'égalité avec les infrastructures filaires les plus performantes.