Med fremkomsten af AI og big data-æraen rammer traditionelle elektroniske computere i stigende grad fysiske flaskehalse, når de behandler enorme mængder data. I modsætning hertil tilbyder fotoniske computere, som behandler data ved hjælp af fotoner i stedet for elektroner, bemærkelsesværdige fordele, herunder ultra-høje hastigheder, massiv parallel databehandling og usædvanligt lavt energiforbrug. Imidlertid har fremstillingen og driftsbetingelserne for kernefotoniske computerkomponenter længe været store hindringer for deres udbredte anvendelse. Det seneste gennembrud fra University of Southampton-teamet adresserer direkte dette kritiske smertepunkt.
Forskerholdet har med succes genereret rumligt adskilte mikro-lasere i et optisk mikrohulrum baseret på flydende krystaller og organiske farvestofmolekyler. Det er bemærkelsesværdigt, at disse mikro-lasere opnåede spontan synkronisering, der fungerede som en samlet sammenhængende lysemitter ved nøjagtig samme frekvens og fase, og derved dannede en makroskopisk kollektiv tilstand kendt som en "supermode".
Tidligere var opnåelse af sådanne komplekse laserkontrolfænomener for det meste afhængige af specialiserede halvledermikrohulrum og kunne kun observeres i ekstreme kryogene miljøer under -250 grader. De høje omkostninger ved kryogen køling og kompleksiteten af det nødvendige udstyr gjorde det næsten umuligt at bringe denne teknologi ud af laboratoriet. Den nyudviklede platform fungerer ikke kun stabilt ved standard rumtemperatur, men har også to vigtige fordele:
Elektrisk indstillingsevne: Ved blot at påføre en lille spænding kan de flydende krystalmolekyler inde i mikrohulrummet omorienteres, hvilket giver mulighed for fleksibel justering af lysets udbredelse og laserens driftstilstande.
Optisk rekonfigurerbarhed: De relative positioner af mikro-laserne i den samme enhed kan omkonfigureres dynamisk i henhold til specifikke krav.
Dmitry Dovzhenko, hovedforfatteren af artiklen og en forsker ved Optoelectronics Research Center ved University of Southampton, påpegede, at denne forskning viser, at lysets "kollektive adfærd" ikke nødvendigvis kræver komplekse lys-stofkoblingstilstande eller kryogene miljøer. Den nye platform er ikke kun enklere og mere praktisk, men bruger også modne materialer. Dette giver en meget lovende vej til udvikling af billige-, rekonfigurerbare og let skalerbare praktiske enheder til fremtidige fotoniske computerapplikationer.
