Onderzoekers van de Seoul National University en de University of Seoul hebben een programmeerbare fotonische geïntegreerde schakeling ontwikkeld die licht kan vertragen wanneer nodig. Ja, ze hebben licht het vermogen gegeven om op de rem te trappen - iets wat velen van ons in het verkeer zouden willen kunnen.

Het team, onder leiding van professoren Namkyoo Park en Sunkyu Yu (Elektrische en Computertechniek, SNU) en professor Xianji Piao (School of Electrical and Computer Engineering, University of Seoul), publiceerde hun werk in het tijdschrift Advanced Science. Hun doel: een groeiende computerknelpunt oplossen.

Generatieve AI en grootschalige modellen verslinden rekenkracht, en conventionele elektronische halfgeleiders zweten - ze verbruiken tonnen energie en bereiken de snelheidslimieten voor gegevensoverdracht. Betreed optische computers, die licht gebruiken in plaats van elektronen. Licht is snel en efficiënt, maar het heeft een fatale fout: het weigert te vertragen. Je kunt een foton niet precies vertellen even te wachten terwijl jij bijpraat.

Dat is waar de nieuwe chip om de hoek komt kijken. Het maakt gebruik van een fenomeen genaamd coupled-resonator-induced transparency (CRIT) om de snelheid en vorm van optische signalen te regelen. Traditioneel zijn CRIT-apparaten in hun vaste patroon - eenmaal gefabriceerd doen ze één ding voor altijd. Een langere vertraging of een andere frequentie nodig? Pech, bestel een nieuwe chip. Die inflexibiliteit is een groot hoofdpijn geweest voor AI-servers en datacenters die real-time verwerking nodig hebben.

Het SNU-team veranderde het spel door twee optische toestanden - bright mode en dark mode - te behandelen als één instelbare parameter en twee regelbare lusknoppen toe te voegen. Hierdoor kan de chip ter plekke worden geherprogrammeerd. In simulaties toonden ze aan dat ze signalen konden vertragen, bandbreedte aanpassen en zelfs frequentie omzetten zonder extra componenten. En ja, het werkt onder realistische omstandigheden zoals materiaalverliezen, thermische overspraak en fabricage-onvolkomenheden.

Als het wordt gecommercialiseerd, zou deze ene chip signaalsynchronisatie, instelbare vertragingslijnen, optische buffers en frequentieomzetting kunnen afhandelen - allemaal zo flexibel als een software-gedefinieerd systeem. Dat betekent kleinere, goedkopere en energiezuinigere datacenters en AI-servers. Mogelijke toepassingen zijn ook autonoom rijden, communicatie van de volgende generatie en quantumtechnologieën.

Professor Park zei: "Dit onderzoek is belangrijk omdat het een nieuw ontwerpprincipe voorstelt dat de stroom van licht in fotonische geïntegreerde schakelingen naar behoefte kan herconfigureren, wat de ontwerpflexibiliteit aanzienlijk vergroot." Co-eerste auteurs Dr. Seungkyun Park en promovendus Beomjoon Chae voegden toe: "We realiseerden dat het herinterpreteren van conventionele fotonische resonatorfysica vanuit een ander perspectief kan dienen als startpunt voor het ontdekken van nieuwe functionaliteiten."

Dus licht kan eindelijk geduld leren. Als we dat nu ook konden voor internettijden.