با ظهور عصر هوش مصنوعی و داده های بزرگ، رایانه های الکترونیکی سنتی به طور فزاینده ای با گلوگاه های فیزیکی در هنگام پردازش حجم عظیمی از داده ها مواجه می شوند. در مقابل، رایانههای فوتونیک، که دادهها را با استفاده از فوتون به جای الکترون پردازش میکنند، مزایای قابلتوجهی از جمله سرعت فوقالعاده{1}بالا، پردازش دادههای موازی عظیم و مصرف انرژی بسیار کم را ارائه میدهند. با این حال، ساخت و شرایط عملیاتی اجزای محاسباتی فوتونیک هسته از دیرباز موانع اصلی در پذیرش گسترده آنها بوده است. پیشرفت اخیر توسط تیم دانشگاه ساوتهمپتون به طور مستقیم به این نقطه درد بحرانی می پردازد.
تیم تحقیقاتی با موفقیت میکرو-لیزرهای جدا شده فضایی را در یک ریزحفره نوری بر اساس کریستالهای مایع و مولکولهای رنگ آلی تولید کرد. به طور قابل توجهی، این میکرو{2}}لیزرها به همگام سازی خود به خودی دست یافتند، و به عنوان یک ساطع کننده نور منسجم یکپارچه در فرکانس و فاز یکسان عمل کردند، در نتیجه یک حالت جمعی ماکروسکوپی به نام "ابر حالت" را تشکیل دادند.
پیش از این، دستیابی به چنین پدیده های پیچیده کنترل لیزری عمدتاً به ریزحفره های نیمه هادی تخصصی متکی بود و فقط در محیط های برودتی شدید زیر 250- درجه قابل مشاهده بود. هزینه های بالای سرمایش برودتی و پیچیدگی تجهیزات مورد نیاز، بیرون آوردن این فناوری از آزمایشگاه را تقریبا غیرممکن کرده است. پلت فرم جدید توسعه یافته نه تنها در دمای استاندارد اتاق به طور پایدار عمل می کند، بلکه دو مزیت کلیدی نیز دارد:
قابلیت تنظیم الکتریکی: به سادگی با اعمال یک ولتاژ کوچک، مولکولهای کریستال مایع داخل ریزحفره را میتوان تغییر جهت داد و امکان تنظیم انعطافپذیر انتشار نور و حالتهای عملکرد لیزر را فراهم کرد.
قابلیت پیکربندی مجدد نوری: موقعیتهای نسبی میکرو-لیزرها در یک دستگاه را میتوان به صورت پویا با توجه به الزامات خاص پیکربندی مجدد کرد.
دیمیتری دوژنکو، نویسنده اصلی مقاله و محقق در مرکز تحقیقات اپتوالکترونیک در دانشگاه ساوتهمپتون، خاطرنشان کرد که این تحقیق نشان میدهد که «رفتار جمعی» نور لزوماً به حالتهای پیچیده نور{0}}به حالتهای جفت ماده یا محیطهای برودتی نیاز ندارد. پلت فرم جدید نه تنها ساده تر و کاربردی تر است، بلکه از مواد بالغ نیز استفاده می کند. این یک مسیر بسیار امیدوارکننده برای توسعه دستگاههای عملی کمهزینه، قابل تنظیم مجدد و به راحتی مقیاسپذیر برای برنامههای محاسباتی فوتونیکی آینده فراهم میکند.
