UCF､強力な効率的光ベースコンピューティング向けフォトニック材料

May, 24, 2022, Orlando--UCF研究者が開発している材料は､より高速なフォトニックコンピュータを可能にする｡省エネであり､いずれ量子コンピュータにつながる｡

セントラルフロリダ大学(UCF)の研究者は､新しいフォトニック材料を開発している｡これは､いずれローパワー､超高速､光ベースのコンピューティング実現に役立つ｡

トポロジカルインシュレータとして知られるその比類のない材料は､裏返しになっているワイヤのようであり､電流は外部に沿って流れ､内部は絶縁されている｡
　トポロジカルインシュレータは､回路設計に利用できるので重要である｡これは､発熱なしにより多くの処理パワーをシングルスペースに詰め込むことができる｡したがって､今日､ますます微小化する回路面の過熱問題を回避できる｡

Nature Materialsに発表された最新の研究では､研究チームは､斬新な､連鎖的ハニカム格子設計を利用するその材料を作るための新たなアプローチを実証した｡

チームは､連鎖､ハニカム設計をシリカサンプルにレーザエッチングした｡シリカは､フォトニック回路を作るために一般に利用されている材料｡

設計ノードにより研究者は､そのフォトニックワイヤを曲げたり､伸ばしたりすることなく電流を変調できる｡光の流れ､したがって回路における情報の流れを制御するために必要な重要な特徴である｡

その新しいフォトニック材料は､機能も制御性も劣った現在のトポロジカル設計の欠点を克服している｡同時に､パワー損失を最小化することで非常に長い情報パケットの伝播距離をサポートしている｡

バイモルフィックトポロジカルインシュレータにより導入された新しい設計アプローチは､従来の変調技術からの離脱に帰着し､光ベースのコンピーティング技術を一歩現実に近づけると研究者は見ている｡

トポロジカルインシュレータは､いずれ､量子コンピューティングにつながる｡その機能を使って脆弱な量子情報ビットを保護し利用する｡したがって､今日の伝統的コンピュータよりも処理能力は数億倍になる｡

研究チームは､高度なイメージング技術や数値シミュレーションを使ってその成果を確認した｡

｢バイモルフィックトポロジカルインシュレータは､最小損失で光パケットの安全なトランスポートを可能にすることで､フォトニック回路設計の新たなパラダイムシフトを導入する｣と論文の主筆､UCF光学&フォトニクス学部､ポスドク研究者､Georgios Pyrialakosは､コメントしている｡

研究の次のステップに含まれるのは､非線形材料をその格子に組み込むこと｡これは､トポロジカル領域のアクティブ制御を可能にする｡したがって､Demetrios Christodoulides教授によると､光パケットのカスタム経路を作ることができる｡

(詳細は､https://www.ucf.edu)