1
00:00:05,716 --> 00:00:08,476
Vào năm 2012,

2
00:00:08,476 --> 00:00:13,126
một nhóm các nhà nghiên cứu Nhật Bản
và Đan Mạch đã lập kỷ lục thế giới,

3
00:00:13,136 --> 00:00:15,716
truyền một petabit dữ liệu—

4
00:00:15,716 --> 00:00:19,006
tương đương 10.000 giờ HD video
(video có độ phân giải cao)—

5
00:00:19,006 --> 00:00:22,526
chỉ trong một giây
qua đoạn cáp dài 50 ki-lô-mét.

6
00:00:22,526 --> 00:00:24,426
Không phải cáp thường.

7
00:00:24,426 --> 00:00:27,466
Họ sử dụng
một loại cáp quang đặc biệt,

8
00:00:27,466 --> 00:00:29,716
một mạng lưới ngầm
kết nối toàn thế giới

9
00:00:29,716 --> 00:00:32,156
giúp internet hoạt động.

10
00:00:32,156 --> 00:00:33,556
Trong nhiều thập kỷ,

11
00:00:33,556 --> 00:00:36,496
liên lạc đường dài
giữa các thành phố và quốc gia

12
00:00:36,496 --> 00:00:38,776
được truyền tải bằng tín hiệu điện,

13
00:00:38,776 --> 00:00:40,266
qua dây đồng.

14
00:00:40,266 --> 00:00:42,236
Phương pháp này
chậm và không hiệu quả

15
00:00:42,236 --> 00:00:47,656
vì dây kim loại hạn chế tốc độ dữ liệu
và gây hao tốn năng lượng do tỏa nhiệt.

16
00:00:47,656 --> 00:00:49,596
Nhưng vào cuối thế kỷ 20,

17
00:00:49,596 --> 00:00:53,596
các kỹ sư đã hoàn thiện
một phương pháp truyền dẫn vượt trội.

18
00:00:53,596 --> 00:00:55,056
Thay vì kim loại,

19
00:00:55,056 --> 00:01:00,146
thủy tinh được cẩn thận
nấu chảy và kéo thành sợi dẻo,

20
00:01:00,146 --> 00:01:04,535
dài hàng trăm ki-lô-mét
và mỏng hơn tóc người.

21
00:01:04,535 --> 00:01:06,237
Và thay vì điện,

22
00:01:06,237 --> 00:01:11,267
chúng mang theo xung ánh sáng 
chứa các dữ liệu số.

23
00:01:11,267 --> 00:01:16,247
Làm thế nào ánh sáng chỉ truyền 
trong sợi thủy tinh mà không ra ngoài?

24
00:01:16,247 --> 00:01:21,511
Bí quyết nằm ở
hiện tượng phản xạ toàn phần.

25
00:01:21,511 --> 00:01:23,168
Từ thời Isaac Newton,

26
00:01:23,168 --> 00:01:26,798
những nhà làm kính và khoa học
đã biết rằng ánh sáng bị khúc xạ

27
00:01:26,798 --> 00:01:31,588
khi đi qua mặt phân cách giữa không khí
và vật chất khác như nước hoặc thủy tinh.

28
00:01:31,588 --> 00:01:36,239
Khi tia sáng bên trong thủy tinh chiếu vào
mặt phân cách với một góc nghiêng lớn,

29
00:01:36,239 --> 00:01:39,969
khi đi vào không khí,
nó bị khúc xạ, hay bẻ cong.

30
00:01:39,969 --> 00:01:42,959
Nhưng nếu chùm tia tới hẹp 
(góc tới lớn),

31
00:01:42,959 --> 00:01:46,029
nó sẽ bị bẻ cong
đến mức bị mắc kẹt lại trong thủy tinh,

32
00:01:46,029 --> 00:01:48,949
truyền đi bên trong sợi.

33
00:01:48,949 --> 00:01:50,439
Ở điều kiện thích hợp,

34
00:01:50,439 --> 00:01:55,549
vật liệu vẫn luôn cho ánh sáng đi qua,
giữ nó lại bên trong mình.

35
00:01:55,549 --> 00:01:57,991
So với điện hoặc sóng vô tuyến,

36
00:01:57,991 --> 00:02:01,781
tín hiệu sợi quang gần như
không suy giảm khi truyền đi xa,

37
00:02:01,781 --> 00:02:04,051
dù có chút năng lượng bị thất thoát,

38
00:02:04,051 --> 00:02:06,541
và sợi quang không thể 
bị uốn quá cong

39
00:02:06,541 --> 00:02:08,991
nếu không muốn ánh sáng 
bị truyền ra ngoài.

40
00:02:08,991 --> 00:02:12,791
Ngày nay, một sợi quang
có thể chứa nhiều bước sóng ánh sáng,

41
00:02:12,791 --> 00:02:15,256
mỗi bước sóng
là một kênh dữ liệu khác nhau.

42
00:02:15,256 --> 00:02:19,466
Một sợi cáp quang
chứa hàng trăm sợi quang.

43
00:02:19,466 --> 00:02:23,445
Hơn một triệu ki-lô-mét cáp
đan xen dưới đáy đại dương

44
00:02:23,445 --> 00:02:25,045
kết nối các lục địa,

45
00:02:25,045 --> 00:02:29,255
gần đủ dài để quấn quanh
xích đạo ba mươi lần.

46
00:02:29,255 --> 00:02:33,101
Với sợi quang, khoảng cách khó thể
rào cản trong việc truyền dữ liệu,

47
00:02:33,101 --> 00:02:36,851
cho phép internet
trở thành một máy tính toàn cầu.

48
00:02:36,851 --> 00:02:43,081
Càng ngày, các thiết bị di động của ta
càng phụ thuộc vào hệ thống máy chủ,

49
00:02:43,081 --> 00:02:47,161
được đặt ở các trung tâm dữ liệu khổng lồ
khắp nơi trên thế giới.

50
00:02:47,161 --> 00:02:49,081
Nó được gọi là điện toán đám mây,

51
00:02:49,081 --> 00:02:51,361
và dẫn tới hai vấn đề lớn:

52
00:02:51,361 --> 00:02:54,144
tản nhiệt và nhu cầu băng thông.

53
00:02:54,144 --> 00:02:58,844
Phần lớn lưu lượng truy cập internet 
qua các trung tâm dữ liệu,

54
00:02:58,844 --> 00:03:03,544
nơi hàng ngàn máy chủ được kết nối
bằng cáp điện truyền thống.

55
00:03:03,544 --> 00:03:06,286
Một nửa điện năng 
bị hao phí do thất thoát nhiệt.

56
00:03:06,286 --> 00:03:10,446
Trong khi đó, nhu cầu
băng thông không dây ngày càng tăng

57
00:03:10,446 --> 00:03:13,536
và các tín hiệu gigahertz
trong các thiết bị di động

58
00:03:13,536 --> 00:03:16,336
sắp chạm đến giới hạn phân phối dữ liệu.

59
00:03:16,336 --> 00:03:19,866
Có vẻ như sợi quang quá tốt
nên đã tự gây ra trở ngại,

60
00:03:19,866 --> 00:03:24,576
tạo ra nhiều kỳ vọng vào công nghệ,
điện toán đám mây và điện toán di động.

61
00:03:24,576 --> 00:03:29,826
Nhưng một công nghệ liên quan:
tích hợp quang tử có thể trợ giúp.

62
00:03:29,827 --> 00:03:32,857
Ánh sáng không chỉ
có thể được truyền trong sợi quang,

63
00:03:32,857 --> 00:03:36,217
mà còn trong sợi silicon siêu mỏng.

64
00:03:36,217 --> 00:03:39,547
Dù không có khả năng
truyền dẫn tốt như sợi quang,

65
00:03:39,547 --> 00:03:42,117
chúng cho phép các kỹ sư

66
00:03:42,117 --> 00:03:45,597
thu nhỏ mạng cáp quang 
hàng trăm ki-lô-mét

67
00:03:45,597 --> 00:03:49,237
thành các chíp quang tử nhỏ,
có thể cắm vào máy chủ,

68
00:03:49,237 --> 00:03:53,327
chuyển đổi tín hiệu điện sang quang,
và ngược lại.

69
00:03:53,327 --> 00:03:58,089
Những con chíp chuyển đổi tín hiệu
điện sang quang này

70
00:03:58,089 --> 00:04:00,939
cho phép thay thế cáp điện 
ở trung tâm dữ liệu

71
00:04:00,939 --> 00:04:02,809
thành dạng sợi 
có hiệu năng cao hơn.

72
00:04:02,809 --> 00:04:07,379
Chíp quang tử còn có thể giúp phá vỡ
các giới hạn băng thông không dây.

73
00:04:07,379 --> 00:04:10,861
Các nhà nghiên cứu đang nỗ lực
để chuyển tín hiệu di động từ gigahertz

74
00:04:10,861 --> 00:04:12,651
sang tần số terahertz,

75
00:04:12,651 --> 00:04:15,581
để tăng tốc độ truyền tải dữ liệu
lên vài ngàn lần.

76
00:04:15,581 --> 00:04:17,621
Nhưng đây là những tín hiệu tầm ngắn:

77
00:04:17,621 --> 00:04:19,841
bị hấp thụ bởi độ ẩm trong không khí

78
00:04:19,841 --> 00:04:21,961
hoặc bị chặn bởi các tòa nhà cao tầng.

79
00:04:21,961 --> 00:04:25,331
Khi những con chíp
không-dây-đến-sợi-quang nhỏ

80
00:04:25,331 --> 00:04:27,001
có mặt khắp các thành phố,

81
00:04:27,001 --> 00:04:31,431
tín hiệu terahertz
có thể được truyền đi xa,

82
00:04:31,431 --> 00:04:34,939
thông qua một vật liệu
trung gian ổn định: cáp quang,

83
00:04:34,939 --> 00:04:39,429
và biến kết nối không dây siêu tốc
thành hiện thực.

84
00:04:39,429 --> 00:04:41,303
Xuyên suốt lịch sử nhân loại,

85
00:04:41,303 --> 00:04:43,893
ánh sáng đã ban tặng cho ta
tầm nhìn và nhiệt lượng,

86
00:04:43,893 --> 00:04:49,193
là người bạn trung thành trong quá trình
khám phá và hiểu biết thế giới.

87
00:04:49,193 --> 00:04:51,762
Hiện nay, ta dùng ánh sáng
để mã hóa thông tin

88
00:04:51,762 --> 00:04:55,762
và điều hướng nó
dọc theo dây cáp quang siêu tốc

89
00:04:55,762 --> 00:04:59,102
với nhiều ngõ ra
quang tử tích hợp

90
00:04:59,102 --> 00:05:03,162
để xây dựng
thế giới ảo ngày một rộng lớn.