L’internet del futuro (laser e silicio) nasce a Pisa grazie al centro di fotonica integrata 

4 ottobre 2012 Sarà Pisa l’unica sede Italiana dove si potranno progettare e realizzare prototipi di circuiti integrati utilizzando la fotonica, una delle cinque tecnologie identificate dall’Unione Europea come strategica per la nascita e per l’affermazione dell’internet del futuro, quello che ci  accompagnerà nel ventunesimo secolo. Il Cnit (Consorzio Nazionale Interuniversitario per le Telecomunicazioni) e la Scuola Superiore Sant’Anna annunciano la realizzazione di una struttura strategica per i settori industriali ad alto tasso di innovazione tecnologica nel campo della fotonica integrata. Enrico Del Re, Presidente del Cnit, afferma che “l’iniziativa di valenza mondiale è una ulteriore testimonianza dei risultati che da oltre dieci anni il Cnit e la Scuola Sant’Anna raggiungono per effetto della collaborazione strategica instaurata nel settore delle comunicazioni in fibra ottica. Intorno ad un prestigioso ricercatore del Cnit, che arricchisce il Laboratorio Nazionale di Pisa, abbiamo costruito un centro di progettazione che avrà una capacità di attrazione di soggetti industriali ad altissimo livello tecnologico”. Si tratta di un progetto che prevede investimenti per la Scuola Superiore Sant’Anna per un importo superiore a 8 milioni di euro, con i quali finanziare la costruzione di un nuovo laboratorio di 800 metri quadrati nell’area di San Cataldo, a due passi dal centro storico di Pisa, grazie anche al finanziamento erogato dalla Regione Toscana e al coordinamento della Provincia di Pisa. A San Cataldo nasceranno laboratori attrezzati in locali con atmosfera controllata e pulita – si tratterà delle sofisticate “camere bianche” o “pulite”  cleanrooms – e con macchinari per eseguire complessi processi con i quali realizzare circuiti e dispositivi fotonici integrati. Il progetto che non ha eguali in Italia potrà convogliare in Toscana forti investimenti da aziende già interessate a tecnologie complesse per migliorare l’efficienza energetica dei sistemi per telecomunicazioni oltre che per ridurne le dimensioni, avviando un altro settore che rientra a pieno titolo nella “green economy”.

 All’avvio del progetto sulla fotonica integrata si collega anche la vicenda di un ricercatore, uno dei cosiddetti “cervelli” tornati in Italia, che ha preferito rientrare in Toscana per coordinare il centro di progettazione della fotonica su silicio: è Marco Romagnoli ed è considerato uno dei migliori ricercatori a livello mondiale nel campo della fotonica che, per vivere la nuova avventura, ha lasciato il suo incarico al Mit di Boston. Romagnoli è tra gli inventori del laser integrato sul silicio, dispositivo che ricercatori di tutto il mondo cercavano di realizzare e che invece è stato sviluppato dal team guidato da questo ricercatore che ha deciso di tornare a lavorare in Italia.

La fotonica integrata è considerata una delle tecnologie chiave per sviluppare numerosi settori industriali ad alto valore aggiunto, tra questi in primo luogo le tecnologie informatiche, l’industria biomedicale, della difesa e aerospaziale. I circuiti integrati sviluppati a Pisa produrranno, propagheranno e manipoleranno segnali ottici e potranno essere impiegati in applicazioni dalla medicina alle telecomunicazioni, con effetti che tutti potranno verificare. Le infrastrutture di comunicazione in fibra ottica rientrano infatti nei principali settori che potranno trarre beneficio dall’introduzione delle nuove tecnologie fotoniche. Tra l’altro, non passerà molto tempo perché l’integrazione fotonica faccia il suo ingresso anche nel mercato “consumer”., dove molte periferiche dei pc potranno essere connesse attraverso un cavo ottico ad alta capacità che utilizza interfacce realizzate con la fotonica integrata.

L’interconnessione tra i cosiddetti “data centers”, i computer della rete Internet, l’accesso domestico alla rete e i collegamenti telefonici condividono un’infrastruttura di rete in fibra ottica interconnessa con estese reti regionali, nazionali e mondiali, dove il traffico aumenta in maniera costante da venti anni con un tasso di crescita che lo porta, addirittura, al suo raddoppio ogni 18 mesi al massimo. Questo sviluppo ha portato alla necessità di trasmettere grandissime quantità di dati nelle reti di fibra ottica che sono messe in campo in tutto il globo terrestre, incluse le reti sottomarine negli oceani e le reti di lunga distanza che attraversano i continenti e le grandi distanze geografiche. Per sopportare il vorticoso aumento di traffico e per sostenere lo sviluppo del “nuovo” internet è necessario contare su una infrastruttura di trasmissione particolarmente capace. In particolare, a causa della grande quantità di traffico, i nodi di interconnessione devono essere realizzati con apparecchiature sempre più complesse, che occupano spazio, dissipano calore e consumano grandi quantità di energia elettrica. La fotonica integrata è una delle chiavi di volta: aumenterà l’efficienza energetica dei sistemi riducendone le dimensioni (si parla di “green communication”) attraverso nuovi elementi per l’elaborazione ottica dei segnali al posto della più dispendiosa, dal punto di vista energetico, elaborazione elettronica. Inoltre, molte nuove tecniche ottiche possono funzionare con velocità e capacità di banda elevate, precluse all’elaborazione elettronica, un particolare che le rende appetibili nella prospettiva della futura evoluzione delle reti con aumento della capacità di trasmissione.