比传统晶体管快了1000倍的“开关”

为了在设备的两个级别之间切换，该团队使用控制激光脉冲在pump laser脉冲到达之前不久对冷凝物进行 seeding 。结果，它刺激了pump laser的能量转换，增加了凝聚物中准粒子的数量。那里的大量粒子对应于设备的“1”状态。

 

　　研究人员使用了几项调整来确保低功耗：首先，半导体聚合物分子的振动有助于有效切换。诀窍是将pumped态和condensate 态之间的能隙与聚合物中一种特定分子振动的能量相匹配；其次，该团队设法找到了将激光调谐到的最佳波长，并实施了一种新的测量方案，可实现单次冷凝检测；第三，控制laser seeding the condensate及其检测方案以抑制设备“背景”发射噪声的方式进行匹配。这些措施最大限度地提高了设备的信噪比水平，并防止微腔吸收过多的能量，这只会通过分子振动来加热它。

 

　　“我们还有一些工作要做，以降低我们设备的整体功耗，目前主要由保持开关开启的pump laser主导。实现这一目标的途径可能是钙钛矿超晶（ perovskite supercrystal）材料，就像我们与合作者正在探索的那样。由于它们强的光物质耦合，它们已被证明是优秀的候选者，这反过来又以超荧光的形式导致强大的集体量子响应，”该团队评论道。

 

　　从更大的角度来看，研究人员认为他们的新开关只是他们过去几年组装的不断增长的全光学组件工具包中的一个。其中，它包括一个低损耗硅波导，用于在晶体管之间来回传输光信号。这些组件的发展使我们离操纵光子而不是电子的光学计算机更近了一步，从而带来了极其优越的性能和更低的功耗。Skoltech 的研究得到了俄罗斯科学基金会 （RSF） 的支持。除了 Skoltech 和 IBM，该研究还邀请了杜霍夫自动化研究所、MIPT、RAS 光谱研究所、NRU 高等经济学院、伍珀塔尔大学和南安普敦大学的研究人员。