Az Oxfordi Egyetem kutatói szerint azok az anyagok, amelyek különböző polarizációjú fénnyel megvilágítva egyik fázisból a másikba váltanak, az ultragyors fotonikus számítástechnika és információtárolás platformját képezhetik. Az anyagok hibridizált-aktív-dielektromos nanovezetékek néven ismert szerkezetek formáját öltik, és a kutatók szerint egy többvezetékes rendszer részévé válhatnak párhuzamos adattárolásra, kommunikációra és számítástechnikára.
Mivel a különböző hullámhosszú fények nem lépnek kölcsönhatásba egymással, az optikai kábelek több hullámhosszon is képesek továbbítani a fényt, párhuzamosan adatfolyamokat szállítva. A fény különböző polarizációi szintén nem lépnek kölcsönhatásba egymással, így elvileg mindegyik polarizáció hasonlóan használható független információs csatornaként. Ez több információ tárolását tenné lehetővé, drámai módon növelve az információsűrűséget.
De míg a hullámhossz-szelektív adatátviteli rendszerek elterjedtek, a polarizáció-szelektív alternatívákat nem vizsgálták széles körben, magyarázza a tanulmány vezető szerzője. June Sang Lee. „Munkánkban a programozható eszköz első prototípusát mutatjuk be polarizációval, és maximalizálja az információfeldolgozás sűrűségét” – mondja. Fizika Világa. Hozzáteszi, a fotonika óriási előnnyel rendelkezik az elektronikához képest, mivel a fény gyorsabban halad, mint az elektronok, és nagy sávszélességeken működik. "Valóban, készülékünk számítási sűrűsége több nagyságrenddel nagyobb, mint a hagyományos elektronikáé."
Funkcionális nanohuzalok
Az új fotonikus számítási processzor funkcionális nanovezetékekből áll, amelyek fázisváltó anyagból, Ge2Sb2Te5(GST) és szilícium, amely dielektrikumként működik. A kutatók összekapcsolták a nanovezetékeket, amelyek mindegyike 15 darab µm hosszú és 180 nm széles, két fémelektródához. Ez a beállítás lehetővé tette számukra, hogy megmérjék az elektromos áramot a GST-n keresztül, miközben egy 638 nm-es hullámhosszú lézer fényimpulzusaival világították meg.
Ezzel a fénnyel megvilágítva az aktív anyag fázisa reverzibilisen átvált nagy ellenállású (amorf) állapotból vezető (kristályos) állapotba. A kutatók ezért a bejövő fény polarizációját használhatják az aktív réteg fényelnyelésének hangolására.
Az ultravékony nanohuzalok áldást jelenthetnek a hibaálló kvantumszámítástechnikában
"Az érdekes pont az, hogy minden nanovezeték szelektív kapcsolási választ mutat az optikai impulzusok meghatározott polarizációs irányára" - mondja Lee. "Ezzel a koncepcióval a fotonikus számítási processzort több nanovezetékkel valósítottuk meg, hogy a fény többszörös polarizációja egymástól függetlenül kölcsönhatásba léphessen a különböző nanovezetékekkel, és párhuzamos számításokat végezzen."
A kutatók ismertetik a tanulmányt, amelyet ben publikáltak Tudomány előlegek, mint a korai szakaszban végzett munka egy nagyméretű fotonikus számítástechnikai eszköz felé. „Szeretnénk bővíteni ezeket a funkciókat az eszköz konfigurációjának megváltoztatásával vagy integrált fotonikus áramkörök használatával” – árulta el Lee. "Szeretnénk tovább vizsgálni más nanostruktúrákat is, amelyek kiaknázhatják a polarizáció tulajdonságait."
