Avec l’avènement de l’ère de l’IA et du Big Data, les ordinateurs électroniques traditionnels se heurtent de plus en plus à des goulots d’étranglement physiques lors du traitement d’énormes quantités de données. En revanche, les ordinateurs photoniques, qui traitent les données en utilisant des photons au lieu d'électrons, offrent des avantages remarquables, notamment des vitesses ultra-élevées, un traitement parallèle massif des données et une consommation d'énergie exceptionnellement faible. Cependant, les conditions de fabrication et de fonctionnement des composants informatiques photoniques de base constituent depuis longtemps des obstacles majeurs à leur adoption généralisée. La récente percée de l’équipe de l’Université de Southampton s’attaque directement à ce problème critique.
L'équipe de recherche a réussi à générer des micro-lasers spatialement séparés au sein d'une microcavité optique basée sur des cristaux liquides et des molécules de colorants organiques. Remarquablement, ces micro-lasers ont réalisé une synchronisation spontanée, fonctionnant comme un émetteur de lumière cohérent unifié exactement à la même fréquence et phase, formant ainsi un état collectif macroscopique connu sous le nom de « supermode ».
Auparavant, la réalisation de phénomènes de contrôle laser aussi complexes reposait principalement sur des microcavités semi-conductrices spécialisées et ne pouvait être observée que dans des environnements cryogéniques extrêmes inférieurs à -250 degrés. Les coûts élevés du refroidissement cryogénique et la complexité des équipements requis ont rendu presque impossible la sortie de cette technologie du laboratoire. La plateforme nouvellement développée fonctionne non seulement de manière stable à température ambiante standard, mais présente également deux avantages clés :
Accordabilité électrique: En appliquant simplement une petite tension, les molécules de cristaux liquides à l'intérieur de la microcavité peuvent être réorientées, permettant un ajustement flexible de la propagation de la lumière et des modes de fonctionnement du laser.
Reconfigurabilité optique : Les positions relatives des micro-lasers au sein d'un même appareil peuvent être reconfigurées dynamiquement en fonction d'exigences spécifiques.
Dmitry Dovzhenko, auteur principal de l'article et chercheur au Centre de recherche en optoélectronique de l'Université de Southampton, a souligné que cette recherche démontre que le "comportement collectif" de la lumière ne nécessite pas nécessairement des états complexes de couplage lumière-matière ou des environnements cryogéniques. La nouvelle plateforme est non seulement plus simple et plus pratique, mais utilise également des matériaux éprouvés. Cela constitue une voie très prometteuse pour développer des dispositifs pratiques à faible coût, reconfigurables et facilement évolutifs pour les futures applications informatiques photoniques.
