異なる偏光の光が照射されると、ある相から別の相に切り替わる材料は、超高速フォトニック コンピューティングと情報ストレージのプラットフォームを形成する可能性があると、英国のオックスフォード大学の研究者は述べています。 この材料は、ハイブリッド活性誘電体ナノワイヤとして知られる構造の形をとっており、研究者は、並列化されたデータ ストレージ、通信、およびコンピューティングのためのマルチワイヤ システムの一部になる可能性があると述べています。
異なる波長の光は相互に作用しないため、光ファイバー ケーブルは複数の波長の光を伝送し、データ ストリームを並行して伝送できます。 光の異なる偏光も互いに相互作用しないため、原則として、各偏光は独立した情報チャネルとして同様に使用できます。 これにより、より多くの情報を保存できるようになり、情報密度が劇的に向上します。
しかし、データを送信するための波長選択システムは一般的ですが、偏光選択システムは広く調査されていませんでした、と研究の筆頭著者は説明しています ジュン・サン・リー. 「私たちの研究は、分極を使用したプログラマブル デバイスの最初のプロトタイプを示しており、情報処理の密度を最大化しています」と彼は語ります。 物理学の世界. 光は電子よりも速く移動し、広い帯域幅で機能するため、フォトニクスはこの点でエレクトロニクスよりも大きな利点があると彼は付け加えます。 「実際、私たちのデバイスの計算密度は、従来の電子機器よりも数桁大きいです。」
機能性ナノワイヤ
新しいフォトニック コンピューティング プロセッサは、相変化材料である Ge で作られた機能的なナノワイヤで構成されています2Sb2Te5（GST）、および誘電体として機能するシリコン。 研究者は、それぞれが 15 のナノワイヤを接続しました。 µ長さ m、幅 180 nm、638 つの金属電極。 このセットアップにより、XNUMX nm 波長レーザーからの光パルスで GST を照射しながら、GST を流れる電流を測定することができました。
この光が照射されると、活物質の相が高抵抗 (アモルファス) 状態から導電性 (結晶) 状態に可逆的に切り替わります。 したがって、研究者は、入射光の偏光を使用して、活性層による光の吸収を調整できます。
極細ナノワイヤーは、エラー耐性のある量子コンピューティングに恩恵をもたらす可能性があります
「興味深い点は、各ナノワイヤが光パルスの特定の偏光方向に対して選択的なスイッチング応答を示すことです」と Lee 氏は言います。 「このコンセプトを使用して、光の複数の偏光が異なるナノワイヤと独立して相互作用し、並列コンピューティングを実行できるように、複数のナノワイヤを備えたフォトニック コンピューティング プロセッサを実装しました。」
研究者はこの研究について説明しています。 科学の進歩, 大規模フォトニックコンピューティングデバイスに向けた初期段階の作業として。 「デバイス構成を変更するか、集積光回路を使用することで、このような機能をスケールアップしたいと考えています」と Lee 氏は明らかにします。 「分極の特性を利用できる他のナノ構造もさらに調査したいと考えています。」
