رقاقة ضوئية قابلة للبرمجة قد تجعل الضوء ينتظر عند الطلب

ينقل الضوء المعلومات بسرعة هائلة، لكن الحواسيب الضوئية تحتاج أيضاً إلى إبطاء الإشارات ومزامنتها وإعادة تشكيلها. واقترح باحثون من جامعة سيول الوطنية وجامعة سيول دائرة ضوئية يمكن تغيير خصائصها بعد التصنيع.

الحقيقة الأهم
يعتمد التصميم على قناتين قابلتين للضبط لإعادة تشكيل طريقة إبطاء الضوء أثناء التشغيل.

لماذا نحتاج إلى إبطاء الضوء؟

تمنح الأنظمة الضوئية عرض نطاق مرتفعاً وقد تخفض استهلاك الطاقة مقارنة بالوصلات الكهربائية. لكن الشبكات تحتاج إلى مخازن مؤقتة كي تصل الإشارات في التوقيت المناسب قبل معالجتها.

تستطيع تقنية الشفافية المستحثة بالمرنانات المترابطة (Coupled-Resonator-Induced Transparency أو CRIT) تأخير الضوء، إلا أن خصائص الأجهزة المعتادة تصبح ثابتة بعد تصنيعها.

ما الجديد في التصميم؟

جمع الباحثون حالتين داخل المرنان الضوئي في مساحة تحكم واحدة، وأضافوا وصلتين حلقيتين قابلتين للضبط. وتشير الحسابات إلى إمكانية تغيير عرض النطاق وزمن التأخير وتحويل التردد باستخدام البنية نفسها.

كما اختبرت محاكاة كهرومغناطيسية ثلاثية الأبعاد تأثير الفقد والتشتت والأخطاء الحرارية على منصة من نيتريد السيليكون، وظل التصميم يعمل ضمن العيوب التي شملها الاختبار.

ما صلته بعتاد الذكاء الاصطناعي؟

تنقل مراكز الذكاء الاصطناعي كميات ضخمة من البيانات بين المعالجات. وقد تساعد خطوط التأخير الضوئية القابلة للبرمجة في مزامنة هذه التدفقات وتقليل عدد المكونات، لكن الدراسة لم تثبت وفراً فعلياً في الطاقة.

ما الخطوة التالية؟

يجب تصنيع النموذج وقياس زمن التأخير والفقد والاستقرار واستهلاك الطاقة. وحتى يحدث ذلك، يبقى العمل مخططاً واعداً للفوتونيات القابلة للبرمجة، لا معالجاً ضوئياً جاهزاً.