مع ظهور الذكاء الاصطناعي وعصر البيانات الضخمة، تواجه أجهزة الكمبيوتر الإلكترونية التقليدية بشكل متزايد اختناقات مادية عند معالجة كميات هائلة من البيانات. في المقابل، توفر أجهزة الكمبيوتر الضوئية، التي تعالج البيانات باستخدام الفوتونات بدلاً من الإلكترونات، مزايا رائعة، بما في ذلك السرعات الفائقة-، ومعالجة البيانات المتوازية الضخمة، واستهلاك الطاقة المنخفض بشكل استثنائي. ومع ذلك، فإن ظروف التصنيع والتشغيل لمكونات الحوسبة الضوئية الأساسية كانت منذ فترة طويلة عقبات رئيسية أمام اعتمادها على نطاق واسع. إن الإنجاز الأخير الذي حققه فريق جامعة ساوثامبتون يعالج بشكل مباشر نقطة الألم الحرجة هذه.
نجح فريق البحث في إنتاج أشعة ليزر دقيقة منفصلة مكانيًا داخل تجويف بصري دقيق يعتمد على البلورات السائلة وجزيئات الصبغة العضوية. ومن اللافت للنظر أن أجهزة الليزر الدقيقة- هذه حققت تزامنًا تلقائيًا، حيث تعمل كباعث ضوء متماسك وموحد بنفس التردد والطور، وبالتالي تشكل حالة جماعية مجهرية تُعرف باسم "الوضع الفائق".
في السابق، كان تحقيق مثل هذه الظواهر المعقدة للتحكم بالليزر يعتمد في الغالب على تجاويف دقيقة متخصصة لأشباه الموصلات، ولا يمكن ملاحظتها إلا في البيئات شديدة التبريد التي تقل عن -250 درجة. إن التكاليف المرتفعة للتبريد المبرد وتعقيد المعدات المطلوبة جعلت من المستحيل تقريبًا إخراج هذه التكنولوجيا من المختبر. لا تعمل المنصة المطورة حديثًا بثبات في درجة حرارة الغرفة القياسية فحسب، بل تتميز أيضًا بميزتين رئيسيتين:
الضبط الكهربائي: من خلال تطبيق جهد كهربائي بسيط، يمكن إعادة توجيه جزيئات الكريستال السائل الموجودة داخل التجويف الصغير، مما يسمح بتعديل مرن لانتشار الضوء وأوضاع تشغيل الليزر.
إعادة التشكيل البصري: يمكن إعادة تكوين المواضع النسبية لأشعة الليزر الدقيقة-داخل نفس الجهاز ديناميكيًا وفقًا لمتطلبات محددة.
أشار ديمتري دوفجينكو، المؤلف الرئيسي للورقة البحثية والباحث في مركز أبحاث الإلكترونيات الضوئية بجامعة ساوثهامبتون، إلى أن هذا البحث يوضح أن "السلوك الجماعي" للضوء لا يتطلب بالضرورة حالات اقتران معقدة للمادة الضوئية- أو بيئات مبردة. المنصة الجديدة ليست فقط أبسط وأكثر عملية ولكنها تستخدم أيضًا مواد ناضجة. يوفر هذا مسارًا واعدًا للغاية لتطوير أجهزة عملية منخفضة التكلفة وقابلة لإعادة التكوين وقابلة للتطوير بسهولة لتطبيقات الحوسبة الضوئية المستقبلية.
