理論上，光計算可以應用更大的帶寬，同時減少能量的損耗。為推動這一領域的研究，哈佛大學韋斯研究所、匹茲堡大學、以及麥克馬斯特大學的一支研究團隊，合作開發(fā)了有望實現(xiàn)光計算的新平臺。顧名思義，光計算使用激光或二極管產生的光子進行計算。這項技術的基礎，依賴于控制這些光子束的能力。

　　傳統(tǒng)方法是使用能夠根據(jù)光的強度，改變其折射率的非線性材料，以產生“波導”(Waveguide)。

　　然而這種方法的缺點，就是當今大多數(shù)非線性材料都會發(fā)生永久形變，且這一過程需要來自高功率激光器的集中能量束，導致設備需求異常昂貴。

　　好消息是，Wyss Institute 團隊的工作，似乎解決了這些問題。因為研究人員開發(fā)了一種新材料，可利用低功率激光，在水凝膠中可逆的溶脹和收縮，來改變非線性材料的折射率。

　　具體而言，水凝膠由聚合物網(wǎng)絡和少量的光響應螺吡喃(Spiropyran)分子組成，結合起來就能夠讓暴露在光束中的材料收縮。

　　收縮會改變聚合物的密度和材料的折射率，讓人印象深刻的是，在關閉光源后，凝膠會發(fā)生逆轉、并返回初始狀態(tài)。

　　通過這種方式，研究人員得以將多個光束串聯(lián)照射在材料上。光束之間會互相干擾，甚至可能互相抵消。

　　這種相互作用為光學計算創(chuàng)造了一個潛在的組成部分 —— 光邏輯門。論文合著者、來自 Saravanamuttu 實驗室的 Derek Morim 表示：

　　利用這一過程，我們不僅可以設計光響應材料，在有光的情況下可逆地切換其光化學和物理特性，還能夠創(chuàng)建并引導光通道或自陷束。

　　另一合著者、SEAS 材料科學教授 Amy Smith Berylson 表示：

　　在弱強度下控制光的能力，預示著一項技術革命。這種可以自我調節(jié)、自適應的材料，能夠優(yōu)化其對環(huán)境的響應特性，以取代靜態(tài)、低能耗、可在外部調節(jié)的類似物。
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