近日，麥克馬斯特大學(xué)和哈佛大學(xué)的研究人員合作開發(fā)一個(gè)新平臺(tái)，可以讓光束通過固體物質(zhì)進(jìn)行交流互動(dòng)，這一研究為新型計(jì)算機(jī)形式研發(fā)奠定了基礎(chǔ)。相關(guān)研究成果2月3日發(fā)表于美國《國家科學(xué)院院刊》。

　　麥克馬斯特大學(xué)副教授Kalaich elvi Saravanamuttu一直致力于對(duì)光有反應(yīng)的材料化學(xué)的研究。他表示，這項(xiàng)技術(shù)是在他的實(shí)驗(yàn)室完成的，同時(shí)利用了哈佛大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)的光操縱和測(cè)量技術(shù)，最終制造出了一種半透明的水凝膠。

　　這種半透明的材料外觀上類似于樹莓果凍，物質(zhì)組成上加入了對(duì)光敏感的分子，這些分子的結(jié)構(gòu)在有光的情況下會(huì)發(fā)生變化，賦予凝膠特殊性質(zhì)，既能容納光束，又能在光束之間傳遞信息。

　　一般來說，光束在傳播時(shí)會(huì)變寬，但是凝膠能夠沿著穿過材料的路徑包含激光細(xì)絲，就像光通過管道一樣。當(dāng)多束激光束集中穿過同一種材料時(shí)，它們會(huì)影響彼此的強(qiáng)度，即便它們的光場(chǎng)完全沒有重疊。這一事實(shí)證明這種凝膠是“智能的”。

　　Saravanamuttu解釋說，這些光絲之間的相互作用可以被停止、啟動(dòng)、管理和讀取，從而產(chǎn)生一種可預(yù)測(cè)的高速信息輸出，這是一種有潛力發(fā)展成無電路計(jì)算形式的信息形式。

　　“雖然它們是分開的，但光束仍然能看到彼此，并因此而改變，”她說，“我們可以想象，從長遠(yuǎn)來看，這種智能響應(yīng)可以計(jì)算操作。”

　　作為該論文的第一作者之一，Saravanamuttu實(shí)驗(yàn)室的研究生Derek Morim認(rèn)為，雖然光計(jì)算這個(gè)更廣泛的概念本身是一個(gè)獨(dú)立發(fā)展的細(xì)分領(lǐng)域，但這項(xiàng)新技術(shù)引入了一個(gè)有前途的平臺(tái)。

　　“我們不僅可以設(shè)計(jì)在光存在下可逆轉(zhuǎn)換其光學(xué)、化學(xué)和物理性質(zhì)的光響應(yīng)材料，而且可以利用這些變化來創(chuàng)造光的通道，或自陷光束，以引導(dǎo)和操縱光，”他說，“進(jìn)一步的研究可能讓我們?cè)O(shè)計(jì)更復(fù)雜的材料，以實(shí)現(xiàn)用特定的方式操縱光和材料。”

　　哈佛大學(xué)約翰·保爾森工程與應(yīng)用科學(xué)學(xué)院的研究生Amos Meeks認(rèn)為，這項(xiàng)技術(shù)有助于推進(jìn)全光計(jì)算的理念，即只用光束進(jìn)行計(jì)算。

　　“目前大多數(shù)計(jì)算使用硬材料，如金屬線、半導(dǎo)體和光電二極管，將電子與光耦合。”該研究的第一作者之一Meeks說，“所有光學(xué)計(jì)算背后的想法是移除那些剛性組件，用光來控制光。想象一下，一個(gè)柔軟的、沒有電路的機(jī)器人，是由太陽光驅(qū)動(dòng)的。”