Новая технология, разработанная учеными из Школы физики и астрономии при Университете Монаша, объединяет передовые материалы и нанотехнологии для решения давней проблемы в «долинной электронике» — развивающейся области, которая может стать основой для более быстрых и энергоэффективных вычислений и квантовых технологий.
Впервые команда продемонстрировала полностью интегрированную систему, которая может генерировать специальные световые сигналы, направлять их в заданном направлении и преобразовывать в электрические сигналы — и все это в компактном устройстве на основе чипа. Эти световые сигналы передают информацию, используя свойство, известное как «долинная степень свободы» — квантовая характеристика материалов, которую можно использовать для кодирования и обработки данных совершенно новыми способами.
По словам ведущего автора исследования, опубликованного в Nature Photonics, доктора Чи Ли, этот прорыв устраняет ключевое препятствие, которое долгие годы сдерживало развитие этой области.
Устройство работает за счёт использования ультратонких материалов толщиной всего в несколько атомов в сочетании со специально разработанными наноструктурами, которые управляют поведением света на чрезвычайно малых масштабах.
Доктор Син, соавтор исследования и научный сотрудник Университета Монаша, сказал: «Мы используем простой метод наложения для интеграции ультратонких материалов с метаповерхностями, что позволяет преодолеть технические трудности, связанные с непосредственным выращиванием материалов на фотонных структурах, и способствует дальнейшему развитию валлитроники».
Важно отметить, что система работает при комнатной температуре, что делает ее гораздо более практичной для применения в реальных условиях, чем многие квантовые технологии, требующие экстремально низких температур.
В ходе впечатляющей демонстрации команда успешно закодировала и обработала с помощью устройства два разных изображения одновременно, показав, что оно может работать с несколькими потоками информации одновременно.
По словам исследователей, эта технология в перспективе может привести к созданию более быстрых и энергоэффективных вычислительных систем, а также к появлению новых подходов к обеспечению безопасности коммуникаций и обработки данных.