ב 2012,
קבוצה של מדענים יפנים ודנים קבעה שיא עולמי,
כשהעבירה 1 פטהביט של מידע --
זה 10,000 שעות של וידאו באיכות גבוהה --
על כבל באורך חמישים קילומטר, בשניה.
זה לא היה סתם כבל.
זה היה גרסה משופרת של סיב אופטי --
הרשת החבויה של קשרים שמחברת את הפלנטה שלנו
והופכת את האינטרנט לאפשרי.
במשך עשורים,
תקשורת לטווח ארוך בין ערים ומדינות
נישאה באותות חשמליים,
בחוטים עשויי נחושת.
זה היה איטי ולא יעיל,
עם חוטי מתכת שהגבילו את קצב המידע ואת אובדן הכוח כחום שיורי.
אבל בשלהי המאה ה 20,
מהנדסים החלו לשלוט בשיטת העברה עליונה בהרבה.
במקום מתכת,
אפשר להמיס זכוכית בזהירות וליצור ממנה סיבים גמישים,
באורך של מאות קילומטרים ובעובי של לא יותר משערת אדם.
ובמקום חשמל,
הסיבים האלה נושאים פולסים של אור, שמייצג מידע דיגיטלי.
אבל איך אור נע בתוך זכוכית, מבלי לעבור דרכה?
הטריק נמצא בתופעה שידועה כהחזרה פנימית מלאה.
מאז זמנו של אייזיק ניוטון,
יצרני עדשות ומדענים ידעו שאור מתכופף
כשהוא עובר בין אויר וחומרים כמו מים או זכוכית.
כשקרן אור בתוך זכוכית פוגעת בפני השטח בזוית חדה,
הוא נשברת, או מתעקמת כשהיא יוצאת לאויר.
אבל אם הקרן נעה בזוית כהה,
היא מתעקמת כל כך, שהיא נשארת לכודה,
מקפצת בתוך הזכוכית.
תחת התנאים המתאימים,
חומר שבדרך-כלל נראה שקוף באור, יכול להסתיר את האור מהעולם.
יחסית לחשמל או לרדיו,
אותות בסיבים אופטיים בקושי דועכים לאורך מרחקים ארוכים --
מעט כוח כן מתפזר,
ואי אפשר לכופף את הסיבים באופן חד,
אחרת האור יזלוג החוצה.
היום, כבל אופטי בודד נושא הרבה אורכי גל של אור,
כל אחד בערוץ שונה של מידע.
וכבל סיבים אופטיים מכיל מאות מהסיבים האלה.
יותר ממליון קילומטרים של כבל חוצים את קרקעית האוקיינוסים שלנו
כדי לחבר את היבשות --
מספיק כדי להקיף את קו המשווה כמעט שלושים פעם.
בסיבים אופטיים,
המרחק כמעט לא מגביל את המידע,
מה שמאפשר לאינטרנט להתפתח למחשב פְּלָנֶטָרִי.
יותר ויותר,
העבודה והמשחקים הניידים שלנו מסתמכים על לגיונות של שרתים עמוסים מדי,
מאוכסנים במרכזי מידע עצומים שמפוזרים בעולם.
זה נקרא מחשוב ענן,
והוא מוביל לשתי בעיות גדולות:
בזבוז חום ודרישה לרוחב פס.
רוב תנועת האינטרנט מתרחשת בתוך חוות שרתים,
שם אלפי שרתים מחוברים על ידי חוטי מתכת מסורתיים.
חצי מהכוח שנדרש להם מבוזבז על חום.
לעומת זאת, הדרישה לתקשורת אלחוטית גדלה,
ואותות בטווח הגיגה-הרץ במכשירים הניידים שלנו
מתקרבים למגבלות העברת המידע שלהם.
נראה שסיבים אופטיים הצליחו מדי,
ותידלקו את הענן השאפתן מדי וציפיות המחשוב הנייד.
אבל טכנולוגיה קרובה: פוטוניקה משולבת, הגיעה להציל את המצב.
אור יכול לעבור לא רק בסיב אופטי,
אלא גם בחוטי סיליקון אולטרה דקים.
חוטי סיליקון לא מנחים את האור היטב כמו סיבי זכוכית,
אבל הם מאפשרים למהנדסים למזער
את כל המכשירים ברשת כבלים אופטיים של מאה קילומטר
לשבבים פוטוניים זעירים שמתחברים לשרתים
וממירים את האותות החשמליים שלהם לאופטיים וחזרה.
השבבים האלה שממירים מחשמל לאור מאפשרים להחליף כבלים חשמליים מבזבזים
במרכזי מחשוב לסיבים אופטיים יעילים.
שבבים פוטוניים יכולים גם לעזור לפרוץ את מגבלות רוחב הפס האלחוטי.
חוקרים עובדים להחליף אותות גיגה-הרץ ניידים
עם תדירויות של טרה-הרץ,
כדי לשאת מידע אלפי מונים מהר יותר.
אבל אלה אותות למרחק קצר:
הם נספגים בלחות באויר,
או נחסמים על ידי בניינים גבוהים.
כששבבי משדריםזעירים מאלחוט לפייבר
מפוזרים בערים,
אותות טרה-הרץ יכולים לעבור לאורך מרחקים גדולים.
הם יכולים לעשות זאת דרך מתווך אמין,
סיבים אופטיים, ולהפוך קישוריות אלחוטית היפר מהירה למציאות.
במשך כל ההיסטוריה האנושית,
אור נתן לנו ראיה וחום,
שירת כשותף יציב בעודנו חוקרים ומתיישבים בעולם הפיזי.
עכשיו, ניצלנו את האור להעברת מידע וניתבנו אותו
לרוץ לאורך הדרך המהירה של הסיבים האופטיים --
עם הרבה יציאות פוטוניות שונות משולבות --
כדי לבנות עולם וירטואלי אפילו נרחב יותר.