W najnowszym numerze Laser&Photonics Reviews można przeczytać artykuł, którego współautorem jest Jacek Gościniak z CoE ENSEMBLE³ . Publikacja powstała przy współudziale prof. Jacoba Khurgina z Uniwersytetu Johnsa Hopkinsa oraz prof. Volkera Sorgera z Uniwersytetu Jerzego Waszyngtona, kierującego tamtejszym instytutem zajmującym się fotoniką i sztuczną inteligencją. Równocześnie prof. Sorger jest założycielem startupu Optolligence, którego celem jest zastosowanie fotoniki w systemach inteligentnych.

W artykule badacze zaproponowali nowy typ nieliniowych i bistabilnych urządzeń do kolejnej generacji sieci optycznych oraz fotonicznych systemów neuronalnych, które mogą znaleźć wiele zastosowań np. w optycznych systemach logicznych i przetwarzaniu informacji. Opierają się one na nieliniowych tzw. epsilon-near-zero materiałach, do których zalicza się również przezroczyste tlenki przewodzące, które posiadają tę dodatkową zaletę, że są zarówno tanie w produkcji, jak i dobrze zintegrowane z dostępną technologią wykorzystującą krzem.

W rezultacie prędkość przełączania pomiędzy stanami bistabilnymi można zredukować do kilku pikosekund, albo nawet niżej, przy nieznacznym zużyciu energii. Urządzenie może być zintegrowane na chipie i działać jako analogowy odpowiednik memrystora albo tyrystora, umożliwiając budowę fotonicznych sieci neuronalnych opierających się na zasadzie działania mózgu człowieka. Urządzenie nie wymaga konwersji sygnału z domeny elektrycznej na optyczną, czyli może działać wyłącznie w oparciu o system fotoniczny. Może, ale nie musi. W zależności od potrzeb może działać ono w dwóch domenach, zarówno optycznej jak i elektrycznej.

Przełączanie pomiędzy stanami bistabilnymi prowadzi do tego, że uzyskujemy albo wysoką transmisję sygnału albo niską, i odbywa się to wyłącznie za pomocą regulacji natężenia światła kierowanego do urządzenia.

Jest to pierwszy etap prac, a kolejne pozwolą na dalszą redukcje zużycia energii.

Artykuł jest dostępny pod linkiem: https://doi.org/10.1002/lpor.202200723