Logran que haces de luz se comuniquen entre sí a través de materia sólida, pueden dar lugar a una nueva forma de computación

Una colaboración entre investigadores de McMaster y Harvard ha generado una nueva plataforma en la que los rayos de luz se comunican entre sí a través de materia sólida, estableciendo las bases para explorar una nueva forma de computación.

Kalaichelvi Saravanamuttu, profesora asociada de Química y Biología Química en McMaster, explica que la tecnología reúne una forma de hidrogel desarrollada por el equipo de Harvard con técnicas de manipulación y medición de luz realizadas en su laboratorio, que se especializa en la química de materiales que responden a la luz.

El material translúcido, que se parece a la gelatina de frambuesa en apariencia, incorpora moléculas sensibles a la luz cuya estructura cambia en presencia de luz, dando al gel propiedades especiales tanto para contener haces de luz como para transmitir información entre ellos.

Por lo general, los haces de luz se amplían a medida que viajan, pero el gel puede contener filamentos de luz láser a lo largo de su camino a través del material, como si la luz se canalizara a través de una tubería.

Cuando múltiples rayos láser, cada uno de aproximadamente la mitad del diámetro de un cabello humano, brillan a través del mismo material, los investigadores han establecido que afectan la intensidad del otro, incluso sin que sus campos ópticos se superpongan en absoluto, un hecho que demuestra que el gel es “inteligente.”

Saravanamuttu explica que la interacción entre esos filamentos de luz puede detenerse, iniciarse, administrarse y leerse, produciendo una salida predecible de alta velocidad: una forma de información que podría desarrollarse en una forma de computación libre de circuitos.

“Aunque están separados, los haces aún se ven y cambian como resultado“, dice ella.

“Podemos imaginar, a largo plazo, diseñar operaciones informáticas utilizando esta capacidad de respuesta inteligente“.

Si bien el concepto más amplio de computación con luz es un campo separado y en desarrollo en sí mismo, esta nueva tecnología presenta una plataforma prometedora, dice Derek Morim, un estudiante graduado en el laboratorio de Saravanamuttu que es coautor del artículo.

“No solo podemos diseñar materiales fotorrespuesta que cambien de manera reversible sus propiedades ópticas, químicas y físicas en presencia de luz, sino que también podemos usar esos cambios para crear canales de luz, o haces auto-atrapados, que puedan guiar y manipular la luz“. dice.

“Un estudio adicional puede permitirnos diseñar materiales aún más complejos para manipular tanto la luz como el material de maneras específicas“.

Amos Meeks, un estudiante graduado de la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas John A. Paulson de Harvard, dijo que la tecnología ayuda a avanzar en la idea de la computación totalmente óptica, o computaciones realizadas únicamente con haces de luz.

“La mayoría de la computación en este momento utiliza materiales duros como cables de metal, semiconductores y fotodiodos, para acoplar los componentes electrónicos a la luz“, dice Meeks, quien también es el primer autor de la investigación.

“La idea detrás de toda la informática óptica es eliminar esos componentes rígidos y controlar la luz con luz.

Imagine, por ejemplo, un robot completamente blando, sin circuitos, impulsado por la luz del sol”.

Fuente: McMaster University