Una colaboración entre investigadores de las universidades McMaster y Harvard, ha generado una nueva plataforma en la que haces de luz se comunican uno con otro a través de un material sólido, estableciendo las bases para explorar una nueva forma de computación. Su trabajo está descrito en un artículo publicado hoy en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).
Kalaichelvi Saravanamuttu, profesora asociada de Química y Química Biológica en McMaster, explica que esta tecnología reúne juntas a una forma de hidrogel desarrollado por el equipo de Harvard, con la manipulación de la luz y técnicas de medición desarrolladas en su laboratorio, que se especializa en la química de los materiales que responden a la luz.
El material translúcido, que se parece a una a la gelatina de frambuesa, incorpora moléculas sensibles a la luz, cuya estructura cambia en su presencia, lo que da al gel propiedades especiales para contener los haces de luz y para transmitir información entre ellos.
Por lo general, los haces de luz se amplían a medida que viajan, pero el gel puede contener filamentos de luz láser a lo largo de su camino a través del material, como si la luz se canalizara a través de una tubería. Cuando múltiples haces de luz, cada uno de la mitad del diámetro de un cabello humano, brillan a través del mismo material, su intensidad se ve afectada, según los investigadores, incluso sin que sus campos ópticos se superpongan en absoluto.
La interacción entre estos filamentos de luz puede ser interrumpida, iniciada, controlada y leída, produciendo una salida predecible de alta velocidad, una forma de información que podría ser desarrollada como una forma de computación en circuito libre, según comenta Saravanamuttu.
«Aunque estén separados, los haces de luz se ‘ven’ el uno al otro y cambian como resultado de eso”, comenta. «Podemos imaginar, a largo plazo, el diseño de operaciones computacionales usando esta capacidad de respuesta inteligente”.
Si bien el concepto más amplio de computación con luz es un campo separado y en desarrollo en sí mismo, esta nueva tecnología presenta una plataforma prometedora, asegura Derek Morim, estudiante graduado que trabaja en el laboratorio de Saravanamuttu y que es coautor del artículo. «No sólo podemos diseñar materiales que respondan a la luz y que cambien de manera reversible sus propiedades ópticas, químicas y físicas en presencia de ella, sino que también podemos usar esos cambios para crear canales de luz o haces auto confinados, que puedan guiar y manipular la luz«, insiste. «Estudios posteriores pueden permitirnos diseñar materiales aún más complejos para manipular tanto la luz como el material de maneras específicas«.
Amos Meeks, estudiante graduado en la John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences de Harvard, comenta que esta tecnología ayuda a avanzar en la idea de la computación totalmente óptica, computaciones realizadas únicamente con haces de luz.
«La mayor parte de la computación en este momento utiliza materiales duros como cables de metal, semiconductores y fotodiodos, para acoplar la electrónica a la luz«, afirma Meeks, quien también es el primer autor de la investigación. «La idea detrás de toda la informática óptica es eliminar esos componentes rígidos y controlar la luz con luz. Imagine, por ejemplo, un robot completamente blando y sin circuitos impulsado por la luz del sol«.
