С настъпването на ерата на изкуствения интелект и големите данни традиционните електронни компютри все по-често срещат физически затруднения при обработката на огромни количества данни. За разлика от тях фотонните компютри, които обработват данни, използвайки фотони вместо електрони, предлагат забележителни предимства, включително ултра-високи скорости, масивна паралелна обработка на данни и изключително ниска консумация на енергия. Въпреки това, производството и условията на работа на основните фотонни изчислителни компоненти отдавна са основни пречки за тяхното широко разпространение. Неотдавнашният пробив на екипа на Университета в Саутхемптън директно адресира тази критична болезнена точка.
Изследователският екип успешно генерира пространствено разделени микро-лазери в рамките на оптична микрокухина на базата на течни кристали и молекули на органично багрило. Забележително е, че тези микро-лазери постигнаха спонтанна синхронизация, работейки като обединен кохерентен светлинен излъчвател с точно същата честота и фаза, като по този начин образуваха макроскопично колективно състояние, известно като „супермода“.
Преди това постигането на такива сложни феномени на лазерен контрол се основаваше предимно на специализирани полупроводникови микрокухини и можеше да се наблюдава само в екстремни криогенни среди под -250 градуса. Високите разходи за криогенно охлаждане и сложността на необходимото оборудване направиха почти невъзможно извеждането на тази технология от лабораторията. Новоразработената платформа не само работи стабилно при стандартна стайна температура, но също така може да се похвали с две ключови предимства:
Електрическа настройка: Чрез просто прилагане на малко напрежение, молекулите на течните кристали вътре в микрокухината могат да бъдат преориентирани, което позволява гъвкаво регулиране на разпространението на светлината и режимите на работа на лазера.
Оптична реконфигурируемост: Относителните позиции на микро-лазерите в едно и също устройство могат да бъдат динамично преконфигурирани според специфични изисквания.
Дмитрий Довженко, водещ автор на статията и изследовател в Изследователския център по оптоелектроника към Университета на Саутхемптън, посочи, че това изследване показва, че „колективното поведение“ на светлината не изисква непременно сложни състояния на свързване на светлинна-материя или криогенни среди. Новата платформа е не само по-опростена и по-практична, но също така използва зрели материали. Това осигурява многообещаващ път за разработване на ниски-цени, преконфигурируеми и лесно мащабируеми практически устройства за бъдещи фотонни изчислителни приложения.
