Une collaboration entre les chercheurs de McMaster et de Harvard a généré une nouvelle plate-forme dans laquelle les faisceaux lumineux communiquent entre eux à travers la matière solide, jeter les bases pour explorer une nouvelle forme d'informatique.

Leur travail est décrit dans un article publié aujourd'hui dans le Actes de l'Académie nationale des sciences .

Kalaichelvi Saravanamuttu, professeur agrégé de chimie et de biologie chimique à McMaster, explique que la technologie associe une forme d'hydrogel développé par l'équipe de Harvard avec des techniques de manipulation et de mesure de la lumière réalisées dans son laboratoire, spécialisée dans la chimie des matériaux réagissant à la lumière.

La matière translucide, qui ressemble à la gelée de framboise en apparence, incorpore des molécules sensibles à la lumière dont la structure change en présence de lumière, conférant au gel des propriétés particulières à la fois pour contenir les faisceaux lumineux et pour transmettre des informations entre eux.

Typiquement, les faisceaux de lumière s'élargissent au fur et à mesure qu'ils voyagent, mais le gel est capable de contenir des filaments de lumière laser le long de leur chemin à travers le matériau, comme si la lumière était canalisée à travers un tuyau.

Lorsque plusieurs faisceaux laser, chacun environ la moitié du diamètre d'un cheveu humain, brillent à travers le même matériau, les chercheurs ont établi qu'ils affectent l'intensité de l'autre, même sans que leurs champs optiques se chevauchent du tout, ce qui prouve que le gel est "intelligent".

L'interaction entre ces filaments de lumière peut être arrêtée, commencé, géré et lu, produire un prévisible, sortie à grande vitesse :une forme d'information qui pourrait être développée en une forme de calcul sans circuit, explique Saravanamuttu.

« Bien qu'ils soient séparés, les faisceaux se voient toujours et changent en conséquence, " dit-elle. " On peut imaginer, à long terme, concevoir des opérations de calcul à l'aide de cette réactivité intelligente."

Alors que le concept plus large de l'informatique avec la lumière est un domaine séparé et en développement en soi, cette nouvelle technologie introduit une plateforme prometteuse, dit Derek Morim, un étudiant diplômé du laboratoire de Saravanamuttu qui est co-premier auteur de l'article.

"Nous pouvons non seulement concevoir des matériaux photosensibles qui changent de manière réversible leur optique, propriétés chimiques et physiques en présence de lumière, mais nous pouvons utiliser ces changements pour créer des canaux de lumière, ou poutres auto-piégées, qui peut guider et manipuler la lumière, " dit-il. " Une étude plus approfondie peut nous permettre de concevoir des matériaux encore plus complexes pour manipuler à la fois la lumière et les matériaux de manière spécifique. "

Amos Meeks, un étudiant diplômé de la John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences de Harvard, a déclaré que la technologie contribue à faire avancer l'idée de l'informatique tout optique, ou des calculs effectués uniquement avec des faisceaux lumineux.

« La plupart des calculs utilisent actuellement des matériaux durs tels que des fils métalliques, semi-conducteurs et photodiodes, coupler l'électronique à la lumière, " dit Meeks, qui est également co-premier auteur de la recherche. "L'idée derrière tout calcul optique est de supprimer ces composants rigides et de contrôler la lumière avec la lumière. Imaginez, par exemple, un tout doux, robot sans circuit piloté par la lumière du soleil."