Computação ultrarrápida é feita usando polarização da luz

Redação do Site Inovação Tecnológica - 22/06/2022

Protótipo do processador fotônico que usa a polarização da luz para fazer cálculos.
[Imagem: June Sang Lee/University of Oxford]

Computação com luz

Depois de demonstrar que a computação com luz é prática e eficiente e usar essa técnica para incorporar inteligência artificial em um neuroprocessador de luz, uma equipe da Universidade de Oxford, no Reino Unido, criou uma nova plataforma de computação fotônica ultrarrápida.

June Lee e seus colegas desenvolveram um método de computação fotônica que usa a polarização da luz para maximizar a densidade de armazenamento de informações e o desempenho da computação.

Usando nanofios, eles criaram múltiplos canais de polarização para fazer processamento paralelo, aumentando a densidade de computação em várias ordens de magnitude em relação aos processadores eletrônicos convencionais.

"Todos sabemos que a vantagem da fotônica sobre a eletrônica é que a luz é mais rápida e mais funcional em grandes larguras de banda. Portanto, nosso objetivo era aproveitar totalmente essas vantagens da fotônica, combinadas com material ajustável, para obter um processamento de informações mais rápido e mais denso," disse Lee.

Cada nanofio é ligado ou desligado - como um transístor - por um eixo específico de polarização da luz.
[Imagem: June Sang Lee/University of Oxford]

Computação com polarização da luz

A luz tem muitas propriedades úteis, incluindo o fato de que diferentes comprimentos de onda, ou cores, não interagem entre si - esta é a característica fundamental usada nas fibras ópticas para transportar fluxos paralelos de dados.

Da mesma forma, diferentes polarizações da luz - planos nos quais a luz se propaga - também não interagem entre si. Desta forma, cada polarização pode ser usada como um canal de informação independente, permitindo que mais informações sejam armazenadas em vários canais, aumentando enormemente a densidade da informação.

Para domar essa propriedade, a equipe desenvolveu um fio em escala nanométrica - um nanofio - usando um material vítreo híbrido que apresenta propriedades controláveis por meio de pulsos de luz: Cada nanofio apresenta respostas seletivas a uma direção de polarização específica, de forma que as informações podem ser processadas simultaneamente usando várias polarizações em diferentes direções.

A velocidade de computação é maior até mesmo do que os processadores fotônicos anteriores porque os nanofios são controlados por pulsos ópticos com duração de nanossegundos.

"Este é apenas o começo do que queremos ver no futuro, que é a exploração de todos os graus de liberdade que a luz oferece, incluindo a polarização, para paralelizar dramaticamente o processamento de informações. É definitivamente um trabalho em estágio inicial, mas são ideias super empolgantes que combinam eletrônica, materiais não lineares e computação. [Onde existe] um bocado de perspectivas interessantes para trabalhar é sempre um ótimo lugar para se estar," disse o professor Harish Bhaskaran, coordenador da equipe.

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