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将来のフォトニックコンピュータのための新しいハイブリッド材料

将来のコンピューターはおそらく電気ではなく光に依存するでしょう。電子ではなく光子を介して情報を送信および処理する、いわゆるフォトニック コンピューターは、コンピューティングの進化における次の大きなステップと考えられています。しかし、近年の目覚ましい進歩にも関わらず、依然として 1 つの問題が立ちはだかっています。 光回路内での光の損失。光が材料によって散乱または吸収されるたびに、エネルギーの一部が失われ、システムの効率が低下します。 の研究グループ ニューヨーク大学 おそらく彼は解決策を見つけた ジャイロモーフ、光の損失をほぼ完全に排除することを約束するまったく新しい種類の素材です。この発見は光プロセッサの設計を根本的に変え、プロセッサの効率とエネルギー効率を大幅に高める可能性があります。 本質的には、 ジャイロモーフ は、液体の混沌とした「流体」パターンと結晶の厳密な幾何学構造という、一見反対の 2 つの世界の最良の特徴を組み合わせたハイブリッドです。その結果、これまで不可能と考えられていたあらゆる方向からの光の拡散を遮断する素材が誕生しました。この独特の原子配置により、入射角に関係なく、光が透過できない等方性の光周波数帯域を作り出すことができます。 つい最近まで、その「最有力候補」の役割を担っていたのが、 準結晶、1980年代に発見され、贈呈されました。 ダン・シェクトマン 準結晶は、周期的ではなく秩序を示し、繰り返し構造を示しますが、絶対的な対称性を持たないため、例外的です。しかし、それらには克服できない制限が 1 つありました。それは、光の伝播を特定の方向でのみ完全にブロックすることも、部分的にすべての方向でブロックすることもできるということです。この「非対称性」は、長年にわたって完全に効率的な光回路の開発にブレーキとなってきました。 ニューヨーク大学のチームは、その特性が化学組成によってではなく、微細構造の幾何学によって決定される人工材料、いわゆるメタマテリアルからインスピレーションを得て、別の観点からこの問題にアプローチすることを決定しました。研究者らは、ランダム性と秩序の間にある「相関無秩序」のパターンを作成および最適化できるアルゴリズムを開発した。結果は、木々が完全な順序で植えられていないものの、木々の間の平均距離が一定に保たれている森林に似ています。この種の組織化されたカオス» 最適な光伝播の鍵となることが判明しました。 注目すべき点は、ジャイロモーフは顕微鏡スケールではいたずらっぽく見えますが、絶対的な精度で光を捕捉するのに十分な内部コヒーレンスを備えていることです。基本的に、方向に関係なく、光子を通過させない光周波数帯域の作成が可能になります。 この発見には大きな可能性が秘められています。実験的に確認されれば、光回路の電力損失が劇的に減少し、ほぼ光のみで動作するコンピュータの構築が可能になる。これは、今日の電子チップよりもはるかに高速で、消費エネルギーが少ないシステムを意味します。 彼女自身 テクノロジー 電気通信ネットワーク、高感度センサー、さらには医療やエネルギー用途に光を利用するデバイスにも応用できる可能性があります。 [source] #将来のフォトニックコンピュータのための新しいハイブリッド材料