นักวิจัยจาก University of Oxford สหราชอาณาจักรกล่าวว่าวัสดุที่เปลี่ยนจากเฟสหนึ่งไปอีกเฟสหนึ่งเมื่อส่องสว่างด้วยแสงที่มีโพลาไรซ์ต่างกันสามารถเป็นแพลตฟอร์มสำหรับการประมวลผลด้วยโฟโตนิกที่เร็วมากและการจัดเก็บข้อมูล วัสดุดังกล่าวอยู่ในรูปของโครงสร้างที่เรียกว่าสายนาโนไฮบริไดซ์-แอคทีฟ-ไดอิเล็กทริก และนักวิจัยกล่าวว่าวัสดุเหล่านี้อาจกลายเป็นส่วนหนึ่งของระบบหลายสายสำหรับการจัดเก็บข้อมูล การสื่อสาร และการคำนวณแบบขนาน
เนื่องจากแสงที่มีความยาวคลื่นต่างกันไม่มีปฏิกิริยาต่อกัน สายเคเบิลใยแก้วนำแสงจึงสามารถส่งผ่านแสงที่ความยาวคลื่นหลายช่วง โดยนำกระแสข้อมูลไปขนานกัน โพลาไรเซชันของแสงที่ต่างกันก็ไม่มีปฏิสัมพันธ์ซึ่งกันและกัน ดังนั้นโดยหลักการแล้ว โพลาไรเซชันแต่ละอันก็สามารถใช้เป็นช่องทางข้อมูลอิสระได้เช่นเดียวกัน สิ่งนี้จะช่วยให้สามารถจัดเก็บข้อมูลได้มากขึ้น เพิ่มความหนาแน่นของข้อมูลอย่างมาก
แต่ในขณะที่ระบบเลือกความยาวคลื่นสำหรับการส่งข้อมูลเป็นเรื่องปกติ แต่ทางเลือกแบบเลือกโพลาไรเซชันยังไม่มีการสำรวจอย่างกว้างขวาง ผู้เขียนนำการศึกษาอธิบาย จูน ซัง ลี. “งานของเราแสดงให้เห็นต้นแบบแรกของอุปกรณ์ที่ตั้งโปรแกรมได้โดยใช้โพลาไรเซชัน และเพิ่มความหนาแน่นของการประมวลผลข้อมูลสูงสุด” เขากล่าว โลกฟิสิกส์. โฟโตนิกส์มีข้อได้เปรียบมากกว่าอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ในแง่นี้ เนื่องจากแสงเดินทางได้เร็วกว่าอิเล็กตรอนและทำงานบนแบนด์วิดท์ขนาดใหญ่ “ที่จริงแล้ว ความหนาแน่นในการประมวลผลของอุปกรณ์ของเรานั้นใหญ่กว่าขนาดอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทั่วไปหลายเท่า”
สายนาโนที่ใช้งานได้
โปรเซสเซอร์โฟโตนิกคอมพิวติ้งใหม่ประกอบด้วยสายนาโนที่ใช้งานได้ซึ่งทำจากวัสดุเปลี่ยนเฟส Ge2Sb2Te5(GST) และซิลิกอนซึ่งทำหน้าที่เป็นไดอิเล็กตริก นักวิจัยได้เชื่อมต่อสายนาโนซึ่งแต่ละเส้นมีขนาด 15 µยาว ม. และกว้าง 180 นาโนเมตร ต่อขั้วไฟฟ้าโลหะสองอัน การตั้งค่านี้ช่วยให้พวกเขาสามารถวัดกระแสไฟฟ้าผ่าน GST ในขณะที่ส่องสว่างด้วยพัลส์แสงจากเลเซอร์ความยาวคลื่น 638 นาโนเมตร
เมื่อส่องสว่างด้วยแสงนี้ เฟสของวัสดุแอคทีฟจะสลับจากสถานะต้านทานสูง (อสัณฐาน) ไปเป็นสถานะนำไฟฟ้า (ผลึก) นักวิจัยจึงสามารถใช้โพลาไรซ์ของแสงที่เข้ามาเพื่อปรับการดูดกลืนแสงโดยชั้นแอกทีฟ
สายนาโนบางเฉียบอาจเป็นประโยชน์สำหรับการคำนวณควอนตัมที่ทนต่อข้อผิดพลาด
"จุดที่น่าสนใจคือแต่ละสายนาโนแสดงการตอบสนองการสลับแบบเลือกไปยังทิศทางโพลาไรซ์เฉพาะของพัลส์ออปติคัล" ลีกล่าว "ด้วยแนวคิดนี้ เราได้นำโปรเซสเซอร์โฟโตนิกส์คอมพิวติ้งมาใช้กับสายนาโนหลายเส้น เพื่อให้แสงโพลาไรเซชันหลายเส้นสามารถโต้ตอบกับสายนาโนต่างๆ ได้อย่างอิสระ และทำการคำนวณแบบขนาน"
นักวิจัยอธิบายการศึกษาซึ่งตีพิมพ์ใน วิทยาศาสตร์ก้าวหน้า, ในระยะเริ่มต้นทำงานต่ออุปกรณ์คอมพิวเตอร์โฟโตนิกขนาดใหญ่ "เราต้องการขยายฟังก์ชันดังกล่าวโดยเปลี่ยนการกำหนดค่าอุปกรณ์หรือโดยใช้วงจรโฟโตนิกแบบบูรณาการ" ลีเปิดเผย "เรายังต้องการตรวจสอบโครงสร้างนาโนอื่น ๆ เพิ่มเติมที่สามารถใช้ประโยชน์จากคุณสมบัติของโพลาไรซ์ได้"
