Yhdysvaltalaisen National Institute of Standards and Technologyn (NIST), Maylandin yliopiston ja ETH-Zurihin tutkijat ovat kehittäneet optisen kytkimen, joka ohjaa valoa tietokonesiruilla nopeammin kuin mikään muu vastaava laite. Katso videolta miten ratkaisu toimii.

Uusi kytkin on ensimmäinen, joka toimii riittävän alhaisilla jännitteillä, jotta se voidaan integroida CMOS-tasoisiin piisiruihin, jossa se voi ohjata valoa erittäin pienellä signaalin menetyksellä.

Uudessa kytkimessä hyödynnetäänkin valon interferenssi-ilmiöitä sekä plasmoniikkaa. Kytkinrakenteissa valonsäde kulkee aaltojohteissa ja piikiekoissa.

Keskeinen komponentti on ohut kultakalvo, joka on ripustettu vain muutaman kymmenen nanometrin korkeudelle piikiekosta.

Osa kiekosta kulkevasta valosta vuotaa ulos ja osuu kultakalvoon, indusoimalla sen pinnalla olevia elektroniryhmiä värähtelemään plasmoneina, jotka ovat eräänlainen valoaallon ja elektroniaallon hybridi.

Kytkimen ennätysmäinen suorituskyky on merkittävä askel kohti tietokoneen rakentamista, joka käyttää sähkön sijasta valoa tiedon käsittelyyn.

Tutkijoiden mukaan uusi kytkin voisi sopia  esimerkiksi optisiin LIDAR-tutkajärjestelmiin ja optisiin hermoverkkoihi. Vähäinen energian käyttö olisi omiaan myös kvanttitietotekniikan parissa.

Lisää: Nanobitteja (LINKKI), NIST:n tiedote ja toiminta videona (LINKKI) ja tiedeartikkeli Science-lehdessä (LINKKI)

Kuva: NIST:n esittelyvideolta