隨著計算機晶片的資料處理能力變得越來越強大，在晶片內部傳輸所有這些千兆位資料的任務變得越來越具有挑戰性。光子元件可能正在為此提供幫助，它處理的是光脈衝，而不是速度較慢的電荷包。多年來，研究人員一直在製造所謂的矽光學波導，其中光線沿著兩個通道之間的脊內快速傳播，就像沿著光纖一樣。
但是，這種光學互連必須在精確的時間傳遞資料，這就需要以受控的量延遲光脈衝。一種方法是將光脈衝傳送到由波導製成的微觀環路中，在那裡它們迴圈數十次，然後再繼續它們的旅程。尤里·A·弗拉索夫和他在紐約州約克鎮高地的IBM托馬斯·J·沃森研究中心的同事們，將光脈衝透過多達100個這樣的環路串，而沒有遭受令人難以接受的資料損失。
另一種在微觀器件中延遲光的方法是使用光子晶體元件，它包含精心設計的孔陣列，這些孔的大小和間距排除了特定頻帶的光（所謂的 photonic band gap，光子帶隙）。光子晶體波導可以由穿過薄矽片中這種陣列的無孔路徑組成。路徑每側孔產生的帶隙將光限制在該路徑中傳播。高純度·田辺和他在日本NTT基礎研究實驗室的同事們將這個方案向前推進了幾步，他們將光子暫時儲存在光子晶體奈米腔中——在本例中，奈米腔是波導略微變寬的小區域。
支援科學新聞報道
如果您喜歡這篇文章，請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞報道 訂閱。透過購買訂閱，您將幫助確保未來能夠繼續報道關於塑造我們當今世界的發現和想法的具有影響力的故事。
雖然一些研究人員希望延遲光，但在倫斯勒理工學院，由E·弗雷德·舒伯特領導的其他研究人員已經創造了一種幾乎不反射光的塗層。這種塗層厚約600奈米，由五層奈米棒組成——直徑約25奈米、長達300奈米的二氧化鈦和二氧化矽細絲——堆疊在透明的半導體晶圓上。每一層的折射率都低於其下層。未塗層的半導體反射了大約12%的入射光；塗層後，它僅反射0.1%。這種塗層可能在光子元件、發光二極體和太陽能電池中具有應用。
其他研究人員正在追求更具推測性的目標，即構建量子計算機，這將利用量子力學的奇異特性來實現前所未有的處理能力。一種方法是將量子資料儲存為原子的長壽命狀態，並用光波傳輸資訊。但是，結合這兩種介質需要在物質和光之間傳輸精細的量子態。2006年，由哥本哈根尼爾斯·玻爾研究所的實驗物理學家尤金·S·波爾齊克和德國加興馬克斯·普朗克量子光學研究所的理論物理學家伊格納西奧·西拉克領導的一個研究小組，將量子資訊從光脈衝遠端傳輸到一個原子雲。