Для реализации фотонных вычислений требуется источник света, который может переключаться с очень высокой скоростью. В качестве таких источников света могут выступать лазеры. Единственной проблемой является интеграция полупроводниковых лазеров на электронные чипы с фотонными переходами, так как они потребляют огромное количество энергии и даже самые маленькие из них являются очень большими для таких функций. Но недавно исследователи из Университета Дьюка решили проблему создания высокоскоростного источника света. Созданное ими миниатюрное устройство способно переключаться со скоростью 90 миллиардов раз в секунду и оно может стать основой оптических вычислительных систем будущих поколений.
Основой высокого быстродействия нового светоизлучающего устройства являются полупроводниковые квантовые точки и волны на основе плазмонов. Электрическая природа плазмонов определяет то, что новое плазмонное устройство может использоваться везде, где требуется высокоскоростной источник, в чисто оптических чипах, в смешанных оптоэлектронных чипах, или обеспечивать скоростной обмен данными между традиционными электронными чипами и их внутренними компонентами.
По словам Мэйкена Миккелсена, профессора из Университета Дьюка, современная схемотехника давно нуждается в таких устройствах. Используя такие скоростные источники света, ученые смогут всерьез задуматься о разработке скоростных оптических переключающих устройств, основанных на разработанной ими технологии, и других компонентов, которые смогут стать будущим оптических вычислительных систем.
Устройство представляет собой серебряный кубик, сторона которого равна всего 75 нанометрам. Когда поверхность этого кубика освещается светом лазера, свободные электроны на поверхности материала начинают колебаться. Колебания создают интенсивное электромагнитное поле между серебряным нанокубиком и листом золота, толщина которого составляет всего 20 атомов. Это поле взаимодействует с квантовыми точками, сферами из полупроводникового материала диаметром в 6 нанометров, которые зажаты между одной из плоскостей кубика и листом золота. Такие квантовые точки могут включаться и выключаться со скоростью 90 миллиардов раз в секунду.
