p O primeiro dispositivo em nanoescala integrado que pode ser programado com fótons ou elétrons foi desenvolvido por cientistas do grupo de pesquisa de Engenharia em nanoescala avançada de Harish Bhaskaran na Universidade de Oxford. p Em colaboração com pesquisadores das universidades de Münster e Exeter, cientistas criaram um dispositivo eletro-óptico inédito que conecta os campos da computação óptica e eletrônica. Isso fornece uma solução elegante para obter memórias e processadores mais rápidos e com maior eficiência energética.

p Computação na velocidade da luz tem sido uma perspectiva atraente, mas indescritível, mas com este desenvolvimento está agora em proximidade tangível. Usar luz para codificar e transferir informações permite que esses processos ocorram no limite de velocidade final - o da luz. Embora recentemente, o uso de luz para certos processos foi demonstrado experimentalmente, falta um dispositivo compacto para fazer interface com a arquitetura eletrônica dos computadores tradicionais. A incompatibilidade da computação elétrica e baseada na luz origina-se fundamentalmente dos diferentes volumes de interação em que os elétrons e fótons operam. Os chips elétricos precisam ser pequenos para operar com eficiência, enquanto os chips ópticos precisam ser grandes, como o comprimento de onda da luz é maior do que o dos elétrons.

p Para superar este problema desafiador, os cientistas encontraram uma solução para confinar a luz em dimensões nanoscópicas, conforme detalhado em seu artigo Dispositivos de mudança de fase aprimorados com nanogap plasmáticos com funcionalidade elétrica-óptica dupla publicada em Avanços da Ciência , 29 de novembro de 2019. Eles criaram um design que lhes permitia comprimir a luz em um volume nanométrico através do que é conhecido como polariton de plasma de superfície. A redução dramática do tamanho em conjunto com o aumento significativo da densidade de energia é o que permitiu que eles superassem a aparente incompatibilidade de fótons e elétrons para armazenamento de dados e computação. Mais especificamente, foi mostrado que, enviando sinais elétricos ou ópticos, o estado de um material foto e eletrossensível foi transformado entre dois estados diferentes de ordem molecular. Avançar, o estado deste material de transformação de fase foi lido por luz ou eletrônica, tornando o dispositivo a primeira célula de memória eletro-óptica em nanoescala com características não voláteis.

p "Este é um caminho muito promissor em computação e especialmente em campos onde é necessária alta eficiência de processamento, "afirma Nikolaos Farmakidis, estudante de pós-graduação e co-primeiro autor.

p O co-autor Nathan Youngblood continua:"Isso naturalmente inclui aplicativos de inteligência artificial onde, em muitas ocasiões, a necessidade de alto desempenho, a computação de baixo consumo excede em muito nossas capacidades atuais. Acredita-se que a interface da computação fotônica baseada em luz com sua contraparte elétrica é a chave para o próximo capítulo em tecnologias CMOS. "