Pesquisadores da Universidade da Flórida Central estão desenvolvendo novos materiais fotônicos que podem um dia ajudar a permitir computação de baixa potência, ultrarrápida e baseada em luz.
Os materiais únicos, conhecidos como isolantes topológicos, são como fios que foram virados do avesso, onde a corrente percorre o exterior e o interior é isolado.

Os isoladores topológicos são importantes porque podem ser usados ​​em projetos de circuitos que permitem que mais poder de processamento seja espremido em um pequeno espaço sem gerar calor, evitando assim o problema de superaquecimento que os circuitos cada vez menores enfrentam hoje.

Em seu último trabalho, publicado na revista Nature Materials , os pesquisadores demonstraram uma nova abordagem para criar os materiais que usam um novo design de treliça em forma de favo de mel.

Os pesquisadores gravaram a laser o design encadeado em favo de mel em uma amostra de sílica, o material comumente usado para fazer circuitos fotônicos.

Os nós no projeto permitem aos pesquisadores modular a corrente sem dobrar ou esticar os fios fotônicos, uma característica essencial necessária para controlar o fluxo de luz e, portanto, as informações em um circuito.

O novo material fotônico supera as desvantagens dos projetos topológicos contemporâneos que ofereciam menos recursos e controle, enquanto suportava comprimentos de propagação muito maiores para pacotes de informações, minimizando as perdas de energia.

Os pesquisadores prevêem que a nova abordagem de design introduzida pelos isoladores topológicos bimórficos levará a um afastamento das técnicas tradicionais de modulação, aproximando a tecnologia da computação baseada em luz da realidade.

Os isoladores topológicos também podem um dia levar à computação quântica, pois seus recursos podem ser usados ​​para proteger e aproveitar bits de informações quânticas frágeis, permitindo assim o poder de processamento centenas de milhões de vezes mais rápido do que os computadores convencionais de hoje.

Os pesquisadores confirmaram suas descobertas usando técnicas avançadas de imagem e simulações numéricas.

“Isoladores topológicos bimórficos introduzem uma nova mudança de paradigma no design de circuitos fotônicos, permitindo o transporte seguro de pacotes de luz com perdas mínimas”, diz Georgios Pyrialakos, pesquisador de pós-doutorado da Faculdade de Óptica e Fotônica da UCF e principal autor do estudo.

Os próximos passos para a pesquisa incluem a incorporação de materiais não lineares na rede que podem permitir o controle ativo de regiões topológicas, criando assim caminhos personalizados para pacotes de luz, diz Demetrios Christodoulides, professor da Faculdade de Óptica e Fotônica da UCF e coautor do estudo. . + Explorar mais

Rua de mão única quântica em nanofios isolantes topológicos