সিউল ন্যাশনাল ইউনিভার্সিটি এবং সিউল ইউনিভার্সিটির গবেষকদের একটি আন্তর্জাতিক দল একটি যুগান্তকারী প্রোগ্রামযোগ্য ফোটোনিক চিপ তৈরি করেছে, যা আলোর গতিকে প্রয়োজন অনুযায়ী মন্থর করতে পারে। এই উদ্ভাবনটি অপটিক্যাল কম্পিউটিং-এ একটি যুগান্তকারী পরিবর্তনের সূচনা করবে: ঐতিহ্যবাহী বৈদ্যুতিক সংকেতের পরিবর্তে আলোর তরঙ্গ ব্যবহার করা যেতে পারে, যা অনেক দ্রুত এবং সামান্য বেশি শক্তি ব্যবহার করে।
এই গবেষণাটি সিউল ন্যাশনাল ইউনিভার্সিটির (ইলেকট্রিক্যাল অ্যান্ড ইনফরমেশন ইঞ্জিনিয়ারিং বিভাগ) অধ্যাপক নামকিও পার্ক এবং সুংকিয়ু ইউ-এর নেতৃত্বে সিউল ইউনিভার্সিটির অধ্যাপক জিয়ানজি পিয়াও-এর সঙ্গে যৌথভাবে পরিচালিত হয়েছিল। তরুণ দুই বিজ্ঞানী, ডঃ সিউনগিয়ুন পার্ক (সিউল ন্যাশনাল ইউনিভার্সিটি এবং KAIST-এর PICORE ইনোভেশন সেন্টার) এবং স্নাতক ছাত্র বোমজুন চে (সিউল ন্যাশনাল ইউনিভার্সিটি), যারা গবেষণার তাত্ত্বিক ভিত্তি তৈরি করেছিলেন, তারা এই উন্নয়নে গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করেছিলেন। তাদের গবেষণাটি অ্যাডভান্সড সায়েন্স জার্নালে "সম্পূর্ণ প্রোগ্রামযোগ্য মন্থর আলো, সাধারণ অনুরণন-প্ররোচিত স্বচ্ছতার স্পিনর উপস্থাপনার উপর ভিত্তি করে" শিরোনামে প্রকাশিত হয়েছে।
অপটিক্যাল সিস্টেমের সমস্যাটি দীর্ঘকাল ধরে পরিচিত: আলো সংজ্ঞায়িতভাবেই খুব দ্রুত চলে এবং সহজে নিয়ন্ত্রণ করা যায় না। অপটিক্যাল কম্পিউটিং সিস্টেমে সংকেত সিঙ্ক্রোনাইজেশন, ডেটা বাফারিং এবং মেমরি তৈরির জন্য নিয়ন্ত্রিত সময় বিলম্বের প্রয়োজন। অনুরণন-প্ররোচিত স্বচ্ছতা (CRIT) প্রভাবের উপর ভিত্তি করে ঐতিহ্যবাহী ডিভাইসগুলি উৎপাদনের পর্যায়ে তাদের বৈশিষ্ট্য স্থির করত - পরে সেগুলি পুনরায় কনফিগার করা সম্ভব ছিল না।
গবেষকরা একটি সম্পূর্ণ নতুন পদ্ধতি প্রস্তাব করেছেন। একটি স্থির কাঠামোর পরিবর্তে, তারা দুটি অপটিক্যাল অবস্থার - অনুরণনের উজ্জ্বল এবং অন্ধকার মোড - কে একটি একক স্বাধীনতার মাত্রায় একত্রিত করেছেন এবং নিয়ন্ত্রণযোগ্য লুপ কাপলিং উপাদান যুক্ত করেছেন। প্রধান উদ্ভাবন: স্পিনর উপস্থাপনা (কোয়ান্টাম মেকানিক্সের একটি গাণিতিক বর্ণনা) ব্যবহার করে, তারা কনফিগারেশনের জন্য স্বাধীনতার একটি সম্পূর্ণ সেট পেয়েছে। ফলাফল: চিপটি তৈরি হওয়ার পরেও এবং এমনকি অপারেশনের সময়ও গতিশীলভাবে পুনরায় কনফিগার করা যেতে পারে।
প্রোগ্রামযোগ্য চিপটি শুধুমাত্র আলোর বিস্তারের গতিই নয়, ব্যান্ডউইথ, অপটিক্যাল সিগন্যালের আকার, ট্রান্সমিশন দক্ষতা এবং ফ্রিকোয়েন্সি বৈশিষ্ট্যগুলিও নিয়ন্ত্রণ করে। সিলিকন নাইট্রাইড (প্রচলিত সিলিকন ফোটোনিক্স উপাদান) প্ল্যাটফর্মে সাংখ্যিক সিমুলেশনগুলি ডিভাইসের বাস্তব-বিশ্বের হস্তক্ষেপের প্রতি উচ্চ স্থিতিশীলতা দেখিয়েছে: অপটিক্যাল লস, প্যারামিটারের প্রযুক্তিগত বিস্তার এবং তাপীয় প্রভাব।
যদি প্রযুক্তিটি বাণিজ্যিকভাবে উপলব্ধ হয়, তবে একটি একক মাইক্রোচিপ একই সাথে সিগন্যাল বিলম্ব নিয়ন্ত্রণ থেকে শুরু করে ফ্রিকোয়েন্সি রূপান্তর পর্যন্ত একাধিক ফাংশন সম্পাদন করতে পারে, যা একটি প্রোগ্রামযোগ্য অপটিক্যাল সিস্টেম হিসাবে কাজ করবে। এটি ডেটা সেন্টার এবং কৃত্রিম বুদ্ধিমত্তার সার্ভারগুলির শক্তি খরচকে নাটকীয়ভাবে হ্রাস করতে পারে, যা বর্তমানে বিশাল ক্ষমতা ব্যবহার করছে, এবং অপটিক্যাল সরঞ্জামগুলিকে আরও কমপ্যাক্ট এবং সস্তা করে তুলতে পারে।
অধ্যাপক নামকিও পার্ক জোর দিয়ে বলেছেন যে স্পিনর উপস্থাপনা ব্যবহার করে নকশার নতুন নীতি ফোটোনিক ইন্টিগ্রেটেড সার্কিটের নমনীয়তাকে উল্লেখযোগ্যভাবে উন্নত করে এবং প্রয়োজন অনুযায়ী আলোর প্রবাহকে পুনরায় কনফিগার করতে দেয়। লেখকরা সিলিকন ফোটোনিক্স এবং ফোটোনিক কৃত্রিম বুদ্ধিমত্তার প্রযুক্তির সাথে এর হাইব্রিডগুলির উপর ভিত্তি করে বৃহৎ-স্কেল সিস্টেমের দিকে প্রযুক্তিটি বিকাশের পরিকল্পনা করছেন - একটি ক্ষেত্র যা কেবল তার সম্ভাবনা উন্মোচন করতে শুরু করেছে।
গবেষণার সহ-লেখক ডঃ সিউনগিয়ুন পার্ক এবং স্নাতক ছাত্র বোমজুন চে যোগ করেছেন যে অপটিক্যাল রেজোনেটরের পদার্থবিজ্ঞানের নতুন দৃষ্টিকোণ থেকে পুনর্মূল্যায়ন এমন কার্যকারিতার দরজা খুলে দেয় যা আগে ভাবা হয়নি। এই কাজটি দক্ষিণ কোরিয়ার বিজ্ঞান ও তথ্য-প্রযুক্তি মন্ত্রণালয় কর্তৃক উদ্ভাবনী গবেষণা কেন্দ্র, বেসিক রিসার্চ ল্যাবরেটরি এবং ইয়ং রিসার্চার প্রোগ্রামের মাধ্যমে সমর্থিত হয়েছিল।
