AI とビッグデータ時代の到来により、従来の電子コンピューターは、大量のデータを処理する際に物理的なボトルネックに遭遇することが増えています。対照的に、電子の代わりに光子を使用してデータを処理するフォトニック コンピューターは、超高速、大量の並列データ処理、極めて低いエネルギー消費などの顕著な利点を備えています。-しかし、中核となるフォトニック コンピューティング コンポーネントの製造と動作条件は、長年にわたってその広範な普及に対する大きな障害となってきました。サウサンプトン大学チームによる最近の画期的な進歩は、この重大な問題点に直接対処しています。
研究チームは、液晶と有機色素分子に基づいて光マイクロキャビティ内で空間的に分離されたマイクロレーザーを生成することに成功しました。{0}注目すべきことに、これらのマイクロ-レーザーは自発的同期を達成し、まったく同じ周波数と位相で統一されたコヒーレント発光体として動作し、それによって「スーパーモード」として知られる巨視的な集合状態を形成しました。
以前は、このような複雑なレーザー制御現象の実現は、主に特殊な半導体マイクロキャビティに依存しており、-250 度以下の極低温環境でのみ観察できました。極低温冷却のコストが高く、必要な機器が複雑なため、この技術を実験室の外に持ち出すことはほぼ不可能でした。新しく開発されたプラットフォームは、標準室温で安定して動作するだけでなく、次の 2 つの重要な利点を備えています。
電気的調整可能性: 微小な電圧を印加するだけで、マイクロキャビティ内の液晶分子の向きを変えることができ、光の伝播とレーザーの動作モードを柔軟に調整できます。
光再構成可能性: 同じデバイス内のマイクロレーザーの相対位置は、特定の要件に応じて動的に再構成できます。-
この論文の筆頭著者でサウサンプトン大学オプトエレクトロニクス研究センターの研究者であるドミトリー ドブジェンコ氏は、この研究は光の「集団的挙動」が必ずしも複雑な光物質の結合状態や極低温環境を必要としないことを示していると指摘しました。{0}新しいプラットフォームは、よりシンプルで実用的であるだけでなく、成熟した素材も利用されています。これにより、将来のフォトニック コンピューティング アプリケーション向けに、低コストで再構成可能で拡張が容易な実用的なデバイスを開発するための非常に有望な道筋が提供されます。-
