Može li ovo otkriće otvoriti vrata jeftinijim AI ili kvantnim računalima?
Istraživači vjeruju kako bi njihova platforma, dizajnirana za masovnu proizvodnju, mogla s vremenom omogućiti čipove koji sadrže tisuće optičkih komponenti koje međusobno djeluju.
Istraživači sa Sveučilišta Pennsylvania i Državnog sveučilišta Montana predstavili su novi fotonski sustav koji kombinira 2D poluvodički molibden diselenid (MoSe₂) s fotonskom kristalnom nanošupljinom, omogućujući kontrolu svjetlosnih signala uz ekstremno nisku potrošnju energije.
Poznato je kako fotoni obično ne djeluju jedni na druge. Kako bi riješili ovaj problem, istraživači su se usredotočili na stvaranje jačih interakcija između fotona pomoću eksciton-polaritona, hibridnih kvazičestica nastalih kada se fotoni snažno spajaju s ekscitonima unutar poluvodiča. Upotrijebili su jedan sloj MoSe₂ i integrirali ga sa šupljinom nanozraka silicijevog nitrida, projektiranom kako bi čvrsto ograničila svjetlost.
Ograničena nanošupljina pomogla je pojačati interakcije između svjetlosti i materije unutar uređaja, omogućujući ultrabrzo optičko prebacivanje pri vrlo niskim razinama snage. Prema istraživačima, nanošupljina djeluje kao ultra-precizna svjetlosna zamka koja komprimira polaritone u maleni prostor, značajno jačajući interakcije čestica. Sustav je postigao optičko prebacivanje koristeći otprilike četiri femtojoula energije.
Istraživači vjeruju kako bi njihova platforma, dizajnirana za masovnu proizvodnju, mogla s vremenom podržavati velike integrirane fotonske krugove i buduće AI ili kvantne računalne tehnologije. Time bi bila otvorena vrata čipovima koji sadrže tisuće optičkih komponenti koje međusobno djeluju.
Tim sada radi na daljnjoj optimizaciji nanostruktura kako bi još više smanjio prag prebacivanja i istražio načine povezivanja višestrukih nanošupljina u veće krugove optičke obrade. Rezultati istraživanja su objavljeni u časopisu Physical Review Letters.
