S příchodem AI a éry velkých dat tradiční elektronické počítače stále více narážejí na fyzická úzká hrdla při zpracování obrovského množství dat. Naproti tomu fotonické počítače, které zpracovávají data pomocí fotonů místo elektronů, nabízejí pozoruhodné výhody, včetně ultra-vysokých rychlostí, masivního paralelního zpracování dat a výjimečně nízké spotřeby energie. Výroba a provozní podmínky základních fotonických počítačových komponent však již dlouhou dobu představují hlavní překážky jejich širokého přijetí. Nedávný průlom týmu University of Southampton přímo řeší tento kritický bod bolesti.
Výzkumný tým úspěšně vytvořil prostorově oddělené mikro-lasery v optické mikrodutině založené na tekutých krystalech a molekulách organického barviva. Je pozoruhodné, že tyto mikro-lasery dosáhly spontánní synchronizace a fungovaly jako jednotný koherentní světelný zářič na přesně stejné frekvenci a fázi, čímž vytvořily makroskopický společný stav známý jako „supermode“.
Dříve se dosahování takových komplexních jevů laserového řízení většinou spoléhalo na specializované polovodičové mikrodutiny a bylo možné je pozorovat pouze v extrémních kryogenních prostředích pod -250 stupňů. Vysoké náklady na kryogenní chlazení a složitost potřebného vybavení téměř znemožňovaly vyvést tuto technologii z laboratoře. Nově vyvinutá platforma funguje nejen stabilně při standardní pokojové teplotě, ale také se může pochlubit dvěma klíčovými výhodami:
Elektrická laditelnost: Pouhým použitím malého napětí lze molekuly tekutých krystalů uvnitř mikrodutiny přeorientovat, což umožňuje flexibilní nastavení šíření světla a provozních režimů laseru.
Optická rekonfigurovatelnost: Relativní polohy mikro-laserů v rámci stejného zařízení lze dynamicky překonfigurovat podle konkrétních požadavků.
Dmitrij Dovzhenko, hlavní autor článku a výzkumník z Optoelectronics Research Center na University of Southampton, poukázal na to, že tento výzkum ukazuje, že „kolektivní chování“ světla nutně nevyžaduje složité stavy spojení světelné-hmoty nebo kryogenní prostředí. Nová platforma je nejen jednodušší a praktičtější, ale také využívá vyzrálé materiály. To poskytuje velmi slibnou cestu pro vývoj-nízkonákladových, rekonfigurovatelných a snadno škálovatelných praktických zařízení pro budoucí fotonické výpočetní aplikace.
