Nanotecnologia

Luz espremida em nanocanal deixa computação óptica mais próxima

Redação do Site Inovação Tecnológica -  03/04/2018

O canal mede 500 nanômetros de comprimento por 25 nanômetro de diâmetro. [Imagem: Nielsen et al. - 10.1126/science.aao1467]

Luz interage com luz

Forçando a luz a passar por uma brecha menor do que qualquer outra usada antes, pesquisadores abriram mais um caminho rumo aos computadores baseados em luz.

A luz é interessante para uso na computação porque ela é muito mais rápida e eficiente do que a eletrônica e pode aumentar muito a densidade de informação. No entanto, a luz tipicamente não gosta de interagir consigo mesma, portanto, embora ela seja largamente usada para mover informações rapidamente - por meio de fibras ópticas -, ela não é muito boa para o processamento de informações, quando necessariamente os fótons precisam manipular mutuamente seus dados.

Para usar a luz para processar dados no interior dos processadores, uma das abordagens mais comuns envolve fazer os fótons interagirem usando materiais específicos, mas isso só funciona em distâncias relativamente grandes.

Agora, Michael Nielsen e seus colegas do Imperial College de Londres conseguiram reduzir a distância na qual a luz pode interagir consigo mesma em 10.000 vezes, colocando a coisa nas dimensões típicas dos circuitos microeletrônicos.

Isso significa que, o que antes exigia centímetros para ser feito, agora pode ser realizado na escala nanométrica, colocando o processamento óptico nas dimensões em que operam os transistores eletrônicos.

Apertados para interagir

Normalmente, quando dois feixes de luz se cruzam, os fótons individuais não interagem e não se alteram, como acontece quando dois elétrons se encontram. Materiais ópticos não lineares especiais podem fazer os fótons interagirem, mas o efeito geralmente é muito fraco. Isso significa que é necessário um pedaço grande de material para acumular gradualmente o efeito e torná-lo útil.

No entanto, comprimindo a luz em um canal apenas de 25 nanômetros de largura, a equipe aumentou a intensidade do efeito, permitindo que os fótons interagissem mais fortemente em uma curta distância. O resultado é uma mudança na propriedade da luz que emerge na outra extremidade do canal. É essa possibilidade de alteração na luz que permite seu uso para realizar cálculos.

"Esta pesquisa ticou uma das opções necessárias para a computação óptica. Como a luz não interage facilmente com ela mesma, as informações enviadas usando a luz devem ser convertidas em um sinal eletrônico e, em seguida, voltar à luz. Nossa tecnologia permite que o processamento seja obtido puramente com luz," disse Nielsen.

• Operações fundamentais da computação feitas com luz

Bibliografia:

Giant nonlinear response at a plasmonic nanofocus drives efficient four-wave mixing
Michael P. Nielsen, Xingyuan Shi, Paul Dichtl, Stefan A. Maier, Rupert F. Oulton
Science
Vol.: 358, Issue 6367, pp. 1179-1181
DOI: 10.1126/science.aao1467