I computer ottici del futuro si baseranno su materiali innovativi come i cristalli fotonici. Un team di ricercatori recentemente non solo ha sviluppato una metodologia versatile e a basso costo per produrre questi dispositivi, ma ha anche trovato un modo innovativo di combinarli con i processori al silicio convenzionali.
I cristalli fotonici sono materiali in cui le proprietà ottiche, nella scala di solo poche centinaia di nanometri, variano in maniera regolare e ripetitiva. Un cristallo fotonico per esempio può essere progettato in modo che trasmetta luce a una particolare lunghezza d’onda, mentre blocca tutte le altre.

La forma più semplice di questi materiali è quella “a strati”, come per esempio un sottile film di olio che galleggia sull’acqua. Strutture monodimensionali come questa vengono usate per specchi, coperture non riflettenti e vernici che cambiano colore con il punto di vista. Un esempio naturale di cristallo fotonico è l’opale, una pietra semipreziosa dai colori cangianti.

Il progetto è stato chiamato PHAT (Photonic hybrid architecture on two and three dimensional sylicon photonic crystals), ed è stato sviluppato dal Tyndall National Institute dell’università di Cork, in Irlanda.

Oggi il mercato richiede processori sempre più veloci e sempre più piccoli, rendendo i comuni processori al silicio ormai obsoleti. I fotoni, le particelle della luce, rappresentano i naturali sostituti dell’elettrone, perché possono veicolare maggiore informazione in minore spazio.

La tecnologia della comunicazone è stata rivoluzionata da dispositivi elettro-ottici basati su materiali semiconduttori, come l’arseniuro di gallio (GaAs) e il fosfato di indio (InP), e sulle fibre ottiche. Come però sottolinea Gudrun Kocher, portavoce di PHAT, questi dispositivi finiscono per essere più grandi delle componenti usate per fare i normali processori. Il GaAs e l’InP inoltre sono materiali piuttosto costosi.

Una combinazione di cristalli fotonici tridimensionali con delle guide per le onde magnetiche bidimensionali potrebbe produrre strumenti che sono da dieci a cento volte più piccoli di quelli disponibili al momento, che potrebbero essere usati per assemblare processori completamente ottici fatti interamente di silice, cioè degli opali artificiali  chiamati “opali diretti”.

Nel progetto PHAT oltre al Tyndall National Institute ci sono altri la Commissione Francese per l’Energia Atomica, l’Università of Montpellier II, in Francia, la Mainz University, in Germania, e il Centro per la Ricerca Tecnica finlandese. “Era un progetto ambizioso, e non siamo riusciti a portare a termine tutto quello che ci proponevamo,” ha speigato Kocher. “E stato comunque un passo in avanti significativo verso la produzione di un computer ottico.”