Une équipe de recherche fait une découverte révolutionnaire dans les interactions de la lumière avec les nanoparticules, ouvrant la voie aux progrès de l’informatique optique

par Houssen Moshinaly · 2 mars 2022

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Les ordinateurs sont un élément indispensable de notre vie quotidienne, et le besoin de ceux qui peuvent travailler plus rapidement, résoudre des problèmes complexes plus efficacement et laisser des empreintes environnementales plus petites en minimisant l’énergie requise pour le calcul est de plus en plus urgent. Les progrès récents de la photonique ont montré qu’il est possible d’obtenir un calcul plus efficace grâce à des dispositifs optiques qui utilisent les interactions entre les métamatériaux et les ondes lumineuses pour appliquer des opérations mathématiques d’intérêt sur les signaux d’entrée, et même résoudre des problèmes mathématiques complexes. Mais à ce jour, ces ordinateurs ont nécessité une grande empreinte et une fabrication précise et sur une grande surface des composants, qui, en raison de leur taille, sont difficiles à mettre à l’échelle dans des réseaux plus complexes.

Un article récemment publié dans Lettres d’examen physique des chercheurs du Advanced Science Research Center du CUNY Graduate Center (CUNY ASRC) détaille une découverte révolutionnaire dans les nanomatériaux et les interactions des ondes lumineuses qui ouvre la voie au développement de petits ordinateurs optiques à faible consommation d’énergie capables de calcul avancé.

« Les demandes énergétiques croissantes des grands centres de données et les inefficacités des architectures informatiques actuelles sont devenues un véritable défi pour notre société », a déclaré Andrea Alù, Ph.D., auteur correspondant de l’article, directeur fondateur de l’initiative photonique de CUNY ASRC et professeur Einstein. de physique au Graduate Center. “Notre travail démontre qu’il est possible de concevoir un objet à l’échelle nanométrique qui peut interagir efficacement avec la lumière pour résoudre des problèmes mathématiques complexes avec des vitesses sans précédent et des demandes d’énergie presque nulles.”

Dans leur étude, les chercheurs de CUNY ASRC ont conçu un objet à l’échelle nanométrique en silicium de sorte que, lorsqu’il est interrogé avec des ondes lumineuses transportant un signal d’entrée arbitraire, il soit capable de coder la solution correspondante d’un problème mathématique complexe dans la lumière diffusée. La solution est calculée à la vitesse de la lumière et avec une consommation d’énergie minimale.”

“Cette découverte est prometteuse car elle offre une voie pratique pour créer une nouvelle génération d’ordinateurs optiques à l’échelle nanométrique très économes en énergie, ultrarapides et ultracompacts et d’autres technologies nanophotoniques qui peuvent être utilisées pour les calculs classiques et quantiques”, a déclaré Heedong Goh, Ph.D. ., auteur principal de l’article et chercheur postdoctoral associé au laboratoire d’Alù. “La très petite taille de ces ordinateurs optiques à l’échelle nanométrique est particulièrement attrayante pour l’évolutivité, car plusieurs nanostructures peuvent être combinées et connectées entre elles par diffusion de la lumière pour réaliser des réseaux informatiques complexes à l’échelle nanométrique.”

Source de l’histoire :

Matériaux fourni par Centre de recherche scientifique avancée, GC / CUNY. Remarque : Le contenu peut être modifié pour le style et la longueur.