Os cientistas manipularam fluidos quânticos de luz, aproximando-nos da computação não convencional da próxima geração

Em um salto quântico em direção ao futuro das tecnologias de computação não convencionais, uma equipe de físicos fez um avanço na manipulação espacial e no controle de energia de fluidos quânticos de luz à temperatura ambiente, também conhecidos como condensados ​​de polariton, marcando um marco fundamental para o desenvolvimento de dispositivos de alta velocidade, dispositivos lógicos polariton totalmente ópticos que há muito são a chave para a computação não convencional da próxima geração, de acordo com um artigo publicado recentemente na Physical Review Letters.

Polaritons, partículas híbridas formadas pelo acoplamento de luz e matéria, são geralmente descritos como um fluido quântico de luz que pode ser controlado através de seu componente de matéria. Agora, os pesquisadores deram um passo monumental ao introduzir uma nova abordagem para o controle espacial ativo de condensados ​​​​de luz líquida à temperatura ambiente.

O que diferencia esse desenvolvimento é a capacidade de manipular condensados ​​de polaritons sem depender dos perfis de excitação de polaritons comumente utilizados. Os cientistas conseguiram esse feito introduzindo uma camada adicional de copolímero dentro da cavidade – uma camada fracamente acoplada que permanece não ressonante ao modo de cavidade. Este movimento aparentemente simples, mas incrivelmente engenhoso, abriu a porta para uma infinidade de possibilidades.

Ao saturar parcialmente a absorção óptica nesta camada semicondutora desacoplada usando uma excitação de feixe de duas cores, os pesquisadores permitiram a modulação ultrarrápida do índice de refração efetivo simultaneamente com a formação de um condensado polariton. Através da maravilha da absorção no estado excitado, eles desvendaram os segredos da dissipação do polariton induzida localmente.

A intrincada interação destes mecanismos, como peças de um puzzle lindamente concebido, deu origem a um controle sem paralelo sobre o perfil espacial, a densidade e a energia de um condensado de polariton – tudo à temperatura ambiente.

“Este avanço inaugura uma nova era de plataformas polaritons orgânicas projetadas para construir uma base sólida para o campo da computação de luz líquida em condições ambientais. Ao domar as propriedades fascinantes das fortes interações luz-matéria, podemos aproveitar todo o potencial dos polaritons e libertar-se das restrições das arquiteturas de cavidades tradicionais. Estamos testemunhando o futuro da tecnologia se desenrolar diante de nossos olhos”, diz Anton Putintsev, cientista pesquisador do Laboratório de Fotônica Híbrida da Skoltech e a mente motriz por trás deste trabalho.

Com este desenvolvimento, os cientistas agora têm o poder de projetar dispositivos lógicos polariton totalmente ópticos que aproveitam os benefícios da modulação do índice de refração de microcavidades ultrarrápidas como outro parâmetro de ajuste independente e em tempo real. Também permite a integração de tais absorvedores fracamente acoplados em microcavidades de desenho lateral que foi recentemente proposto para trazer plataformas polariton para o plano de um domínio de circuito de chip fotônico.