מדענים מהפקולטה לפיזיקה באוניברסיטת ורשה (UW) והאקדמיה הפולנית למדעים (PAN) השתמשו בפוטונים כדי ליצור נוירון פועם, המרכיב הבסיסי של מעבד רשת עצבית פוטונית עתידית. תוצאות עבודתם של המדענים הפולנים זמינות בגיליון האחרון של Laser and Photonics Review.

"המוח האנושי מורכב מ-100 מיליארד נוירונים, שכל אחד מהם יוצר בממוצע כמה אלפי קשרים לתאי עצב אחרים. זה יוצר רשת של כ-100 טריליון קשרים, המאפשרים למוח שלנו לבצע טריליוני פעולות בשנייה, תוך שימוש בהספק של 20-25 וואט", אומרים החוקרים, והוסיפו כי לשם השוואה, מעבדים קונבנציונליים משתמשים בפי עשרה כוח כדי לזהות רק אלף סוגים שונים של אובייקטים.

חוקרים מהפקולטה לפיזיקה ב-UW ומהאקדמיה הפולנית למדעים הציעו להשתמש בפוטונים באופן שמאפשר יצירת רשתות עצביות פועמות. ד"ר קשישטוף טישקה מהפקולטה לפיזיקה ב-UW מדגיש שמערכות פוטוניות מספקות תקשורת במהירות האור, אובדן נמוך וצריכת אנרגיה נמוכה. היתרון של פוטונים הוא שההתפשטות שלהם מתרחשת למעשה כמעט ללא אובדן אנרגיה. למרבה הצער, מכיוון שהם מקיימים אינטראקציה אחד עם השני בצורה חלשה יחסית, קשה להשתמש בהם כדי לבצע פעולות חישוביות באופן אנלוגי למערכות אלקטרוניות, מוסיף המדען.

לכן, החוקרים החליטו לפנות לפתרון שבו פוטונים מקיימים אינטראקציה חזקה עם חלקיקים בעלי מסה נמוכה מאוד, הנקראים אקסיטונים.

האינטראקציה החזקה מושגת על ידי הצבת הפוטונים והאקסיטונים יחד במיקרו-חלל אופטי. הליך זה מאלץ החלפה מחזורית של אנרגיה בין שני החלקיקים הללו. "סוג זה של סינרגיה הוא כל כך עקבי, עד שהפיזיקאים מתייחסים אליו כאל קוואזי-חלקיק הנקרא בקיצור פולריטון", מסבירה פרופ' ברברה פיאטקה ממעבדת הפולריטון במחלקה לפיזיקה של UW.

החוקרים ציינו שכאשר פולריטונים מעוררים עם פולסי לייזר, הם פולטים פולסים של אור הדומים לפעימה של נוירונים ביולוגיים.

אדריאן אנדז'יבסקי