El primer dispositivo integrado a nanoescala que se puede programar con fotones o electrones ha sido desarrollado por científicos del grupo de investigación de ingeniería avanzada a nanoescala de Harish Bhaskaran en la Universidad de Oxford.

En colaboración con investigadores de las universidades de Münster y Exeter, Los científicos han creado un dispositivo electroóptico único en su tipo que une los campos de la computación óptica y electrónica. Esto proporciona una solución elegante para lograr memorias y procesadores más rápidos y con mayor eficiencia energética.

Computar a la velocidad de la luz ha sido una perspectiva tentadora pero esquiva, pero con este desarrollo ahora está en una proximidad tangible. El uso de la luz para codificar y transferir información permite que estos procesos se produzcan al límite máximo de velocidad:el de la luz. Mientras que recientemente, el uso de la luz para ciertos procesos ha sido demostrado experimentalmente, Ha faltado un dispositivo compacto para interactuar con la arquitectura electrónica de las computadoras tradicionales. La incompatibilidad de la computación eléctrica y la basada en la luz se debe fundamentalmente a los diferentes volúmenes de interacción en los que operan los electrones y los fotones. Los chips eléctricos deben ser pequeños para funcionar de manera eficiente, mientras que los chips ópticos deben ser grandes, ya que la longitud de onda de la luz es mayor que la de los electrones.

Para superar este desafiante problema, los científicos encontraron una solución para confinar la luz en dimensiones nanoscópicas, como se detalla en su artículo Dispositivos de cambio de fase mejorados con nanogap plasmónico con doble funcionalidad eléctrico-óptica publicado en Avances de la ciencia , 29 de noviembre de 2019. Crearon un diseño que les permitió comprimir la luz en un volumen de tamaño nanométrico a través de lo que se conoce como polaritón de plasmón de superficie. La dramática reducción de tamaño junto con el aumento significativo de la densidad de energía es lo que les ha permitido superar la aparente incompatibilidad de fotones y electrones para el almacenamiento y el cálculo de datos. Más específicamente, se demostró que al enviar señales eléctricas u ópticas, el estado de un material fotosensible y electrosensible se transformó entre dos estados diferentes de orden molecular. Más lejos, el estado de este material transformador de fase se leyó mediante luz o electrónica, lo que convirtió al dispositivo en la primera celda de memoria electroóptica a nanoescala con características no volátiles.

"Este es un camino hacia adelante muy prometedor en la computación y especialmente en campos donde se necesita una alta eficiencia de procesamiento, "afirma Nikolaos Farmakidis, estudiante de posgrado y co-primer autor.

El coautor Nathan Youngblood continúa:"Esto naturalmente incluye aplicaciones de inteligencia artificial donde en muchas ocasiones las necesidades de alto rendimiento, La informática de bajo consumo supera con creces nuestras capacidades actuales. Se cree que la interconexión de la computación fotónica basada en la luz con su contraparte eléctrica es la clave para el próximo capítulo en tecnologías CMOS ".