0:00:05.716,0:00:08.476
Vào năm 2012,

0:00:08.476,0:00:13.126
một nhóm các nhà nghiên cứu Nhật Bản[br]và Đan Mạch đã lập kỷ lục thế giới,

0:00:13.136,0:00:15.716
truyền một petabit dữ liệu—

0:00:15.716,0:00:19.006
tương đương 10.000 giờ HD video[br](video có độ phân giải cao)—

0:00:19.006,0:00:22.526
chỉ trong một giây[br]qua đoạn cáp dài 50 ki-lô-mét.

0:00:22.526,0:00:24.426
Không phải cáp thường.

0:00:24.426,0:00:27.466
Họ sử dụng[br]một loại cáp quang đặc biệt,

0:00:27.466,0:00:29.716
một mạng lưới ngầm[br]kết nối toàn thế giới

0:00:29.716,0:00:32.156
giúp internet hoạt động.

0:00:32.156,0:00:33.556
Trong nhiều thập kỷ,

0:00:33.556,0:00:36.496
liên lạc đường dài[br]giữa các thành phố và quốc gia

0:00:36.496,0:00:38.776
được truyền tải bằng tín hiệu điện,

0:00:38.776,0:00:40.266
qua dây đồng.

0:00:40.266,0:00:42.236
Phương pháp này[br]chậm và không hiệu quả

0:00:42.236,0:00:47.656
vì dây kim loại hạn chế tốc độ dữ liệu[br]và gây hao tốn năng lượng do tỏa nhiệt.

0:00:47.656,0:00:49.596
Nhưng vào cuối thế kỷ 20,

0:00:49.596,0:00:53.596
các kỹ sư đã hoàn thiện[br]một phương pháp truyền dẫn vượt trội.

0:00:53.596,0:00:55.056
Thay vì kim loại,

0:00:55.056,0:01:00.146
thủy tinh được cẩn thận[br]nấu chảy và kéo thành sợi dẻo,

0:01:00.146,0:01:04.535
dài hàng trăm ki-lô-mét[br]và mỏng hơn tóc người.

0:01:04.535,0:01:06.237
Và thay vì điện,

0:01:06.237,0:01:11.267
chúng mang theo xung ánh sáng [br]chứa các dữ liệu số.

0:01:11.267,0:01:16.247
Làm thế nào ánh sáng chỉ truyền [br]trong sợi thủy tinh mà không ra ngoài?

0:01:16.247,0:01:21.511
Bí quyết nằm ở[br]hiện tượng phản xạ toàn phần.

0:01:21.511,0:01:23.168
Từ thời Isaac Newton,

0:01:23.168,0:01:26.798
những nhà làm kính và khoa học[br]đã biết rằng ánh sáng bị khúc xạ

0:01:26.798,0:01:31.588
khi đi qua mặt phân cách giữa không khí[br]và vật chất khác như nước hoặc thủy tinh.

0:01:31.588,0:01:36.239
Khi tia sáng bên trong thủy tinh chiếu vào[br]mặt phân cách với một góc nghiêng lớn,

0:01:36.239,0:01:39.969
khi đi vào không khí,[br]nó bị khúc xạ, hay bẻ cong.

0:01:39.969,0:01:42.959
Nhưng nếu chùm tia tới hẹp [br](góc tới lớn),

0:01:42.959,0:01:46.029
nó sẽ bị bẻ cong[br]đến mức bị mắc kẹt lại trong thủy tinh,

0:01:46.029,0:01:48.949
truyền đi bên trong sợi.

0:01:48.949,0:01:50.439
Ở điều kiện thích hợp,

0:01:50.439,0:01:55.549
vật liệu vẫn luôn cho ánh sáng đi qua,[br]giữ nó lại bên trong mình.

0:01:55.549,0:01:57.991
So với điện hoặc sóng vô tuyến,

0:01:57.991,0:02:01.781
tín hiệu sợi quang gần như[br]không suy giảm khi truyền đi xa,

0:02:01.781,0:02:04.051
dù có chút năng lượng bị thất thoát,

0:02:04.051,0:02:06.541
và sợi quang không thể [br]bị uốn quá cong

0:02:06.541,0:02:08.991
nếu không muốn ánh sáng [br]bị truyền ra ngoài.

0:02:08.991,0:02:12.791
Ngày nay, một sợi quang[br]có thể chứa nhiều bước sóng ánh sáng,

0:02:12.791,0:02:15.256
mỗi bước sóng[br]là một kênh dữ liệu khác nhau.

0:02:15.256,0:02:19.466
Một sợi cáp quang[br]chứa hàng trăm sợi quang.

0:02:19.466,0:02:23.445
Hơn một triệu ki-lô-mét cáp[br]đan xen dưới đáy đại dương

0:02:23.445,0:02:25.045
kết nối các lục địa,

0:02:25.045,0:02:29.255
gần đủ dài để quấn quanh[br]xích đạo ba mươi lần.

0:02:29.255,0:02:33.101
Với sợi quang, khoảng cách khó thể[br]rào cản trong việc truyền dữ liệu,

0:02:33.101,0:02:36.851
cho phép internet[br]trở thành một máy tính toàn cầu.

0:02:36.851,0:02:43.081
Càng ngày, các thiết bị di động của ta[br]càng phụ thuộc vào hệ thống máy chủ,

0:02:43.081,0:02:47.161
được đặt ở các trung tâm dữ liệu khổng lồ[br]khắp nơi trên thế giới.

0:02:47.161,0:02:49.081
Nó được gọi là điện toán đám mây,

0:02:49.081,0:02:51.361
và dẫn tới hai vấn đề lớn:

0:02:51.361,0:02:54.144
tản nhiệt và nhu cầu băng thông.

0:02:54.144,0:02:58.844
Phần lớn lưu lượng truy cập internet [br]qua các trung tâm dữ liệu,

0:02:58.844,0:03:03.544
nơi hàng ngàn máy chủ được kết nối[br]bằng cáp điện truyền thống.

0:03:03.544,0:03:06.286
Một nửa điện năng [br]bị hao phí do thất thoát nhiệt.

0:03:06.286,0:03:10.446
Trong khi đó, nhu cầu[br]băng thông không dây ngày càng tăng

0:03:10.446,0:03:13.536
và các tín hiệu gigahertz[br]trong các thiết bị di động

0:03:13.536,0:03:16.336
sắp chạm đến giới hạn phân phối dữ liệu.

0:03:16.336,0:03:19.866
Có vẻ như sợi quang quá tốt[br]nên đã tự gây ra trở ngại,

0:03:19.866,0:03:24.576
tạo ra nhiều kỳ vọng vào công nghệ,[br]điện toán đám mây và điện toán di động.

0:03:24.576,0:03:29.826
Nhưng một công nghệ liên quan:[br]tích hợp quang tử có thể trợ giúp.

0:03:29.827,0:03:32.857
Ánh sáng không chỉ[br]có thể được truyền trong sợi quang,

0:03:32.857,0:03:36.217
mà còn trong sợi silicon siêu mỏng.

0:03:36.217,0:03:39.547
Dù không có khả năng[br]truyền dẫn tốt như sợi quang,

0:03:39.547,0:03:42.117
chúng cho phép các kỹ sư

0:03:42.117,0:03:45.597
thu nhỏ mạng cáp quang [br]hàng trăm ki-lô-mét

0:03:45.597,0:03:49.237
thành các chíp quang tử nhỏ,[br]có thể cắm vào máy chủ,

0:03:49.237,0:03:53.327
chuyển đổi tín hiệu điện sang quang,[br]và ngược lại.

0:03:53.327,0:03:58.089
Những con chíp chuyển đổi tín hiệu[br]điện sang quang này

0:03:58.089,0:04:00.939
cho phép thay thế cáp điện [br]ở trung tâm dữ liệu

0:04:00.939,0:04:02.809
thành dạng sợi [br]có hiệu năng cao hơn.

0:04:02.809,0:04:07.379
Chíp quang tử còn có thể giúp phá vỡ[br]các giới hạn băng thông không dây.

0:04:07.379,0:04:10.861
Các nhà nghiên cứu đang nỗ lực[br]để chuyển tín hiệu di động từ gigahertz

0:04:10.861,0:04:12.651
sang tần số terahertz,

0:04:12.651,0:04:15.581
để tăng tốc độ truyền tải dữ liệu[br]lên vài ngàn lần.

0:04:15.581,0:04:17.621
Nhưng đây là những tín hiệu tầm ngắn:

0:04:17.621,0:04:19.841
bị hấp thụ bởi độ ẩm trong không khí

0:04:19.841,0:04:21.961
hoặc bị chặn bởi các tòa nhà cao tầng.

0:04:21.961,0:04:25.331
Khi những con chíp[br]không-dây-đến-sợi-quang nhỏ

0:04:25.331,0:04:27.001
có mặt khắp các thành phố,

0:04:27.001,0:04:31.431
tín hiệu terahertz[br]có thể được truyền đi xa,

0:04:31.431,0:04:34.939
thông qua một vật liệu[br]trung gian ổn định: cáp quang,

0:04:34.939,0:04:39.429
và biến kết nối không dây siêu tốc[br]thành hiện thực.

0:04:39.429,0:04:41.303
Xuyên suốt lịch sử nhân loại,

0:04:41.303,0:04:43.893
ánh sáng đã ban tặng cho ta[br]tầm nhìn và nhiệt lượng,

0:04:43.893,0:04:49.193
là người bạn trung thành trong quá trình[br]khám phá và hiểu biết thế giới.

0:04:49.193,0:04:51.762
Hiện nay, ta dùng ánh sáng[br]để mã hóa thông tin

0:04:51.762,0:04:55.762
và điều hướng nó[br]dọc theo dây cáp quang siêu tốc

0:04:55.762,0:04:59.102
với nhiều ngõ ra[br]quang tử tích hợp

0:04:59.102,0:05:03.162
để xây dựng[br]thế giới ảo ngày một rộng lớn.