In uno studio pubblicato su Physical Review Letters viene proposto un nuovo metodo che potrebbe essere rivoluzionario per quanto riguarda l’informatica, in particolare per i computer ottici. I ricercatori propongono infatti di ridurre in maniera drastica il numero dei segnali luminosi di cui questi computer hanno bisogno per funzionare, cosa che renderebbe gli stessi computer ottici ancora più veloci.
Questi ultimi, infatti, per funzionare hanno bisogno dei fotoni (e non degli elettroni come nei computer classici). I fotoni in questo caso possono essere emessi da laser o diodi e la fisica stessa ci indurrebbe a pensare che i computer ottici potrebbero essere molto più veloci rispetto ai computer tradizionali in quanto i fotoni, non avendo alcuna massa, viaggiano alla velocità della luce differentemente dagli elettroni che viaggiano più lentamente. Tuttavia, nella pratica, un computer ottico presenta dei problemi complessi per i quali non può sfruttare tutta la velocità dei fotoni.
Ora la scienziata Natalia Berloff del Dipartimento di matematica applicata e fisica teorica di Cambridge, insieme alla studentessa Nikita Stroev, dell’Istituto di Scienza e Tecnologia di Skolkovo, hanno scoperto un metodo tramite il quale si possono connettere in maniera diversa le onde luminose all’interno di un computer ottico, ossia moltiplicando le funzioni d’onda che descrivono le stesse onde luminose.
“Se si ottengono giusti accoppiamenti e intensità luminosa, la luce si moltiplica, influenzando le fasi dei singoli impulsi, dando via la risposta al problema. Ciò rende possibile utilizzare la luce per risolvere problemi non lineari”, spiega la Stroev.
“Ciò che è stato sorprendente è che non è necessario proiettare le fasi luminose continue sugli stati ‘0’e ‘1’necessari per risolvere i problemi nelle variabili binarie”, spiega ancora la stessa Stroev. Il sistema tende invece a realizzare questi stati alla fine della sua ricerca della configurazione energetica minima. Questa è la proprietà che deriva dalla moltiplicazione dei segnali luminosi. Al contrario, le macchine ottiche precedenti richiedono un’eccitazione risonante che fissa esternamente le fasi a valori binari”.
Approfondimenti
- ‘Multiplying’ light could be key to ultra-powerful optical computers | University of Cambridge (IA)
- Phys. Rev. Lett. 126, 050504 (2021) – Discrete Polynomial Optimization with Coherent Networks of Condensates and Complex Coupling Switching
(IA) (DOI: 10.1103/PhysRevLett.126.050504)
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