На найпростішому рівні енергія джерела живлення або батареї вашого комп’ютера або смартфону приводять в дію мільярди транзисторів процесора або інших чіпів. Швидкість перемикання транзисторів обмежена декількома факторами і, якщо б замість електронів можна було б використовувати фотони світла, комп’ютери змогли б працювати ще швидше, ніж вони можуть робити це сьогодні. Для реалізації фотонних обчислень потрібно джерело світла, яке може переключатися з дуже високою швидкістю і в якості таких джерел світла можуть виступати лазери. Але, на жаль, навіть самі маленькі напівпровідникові лазери споживають занадто багато енергії і занадто великі для того, щоб було можливим інтегрувати їх на кристали фотонно-електронних чіпів. Але нещодавно дослідники з університету Дюка (Duke University) вирішили проблему створення високошвидкісного джерела світла, створений ними мініатюрний пристрій здатний перемикатися зі швидкістю 90 мільярдів разів на секунду і воно може стати основою оптичних обчислювальних систем майбутніх поколінь.Основою високої швидкодії нового світло випромінюючого пристрою є напівпровідникові квантові точки і хвилі на основі плазмонів. Електрична природа плазмонів визначає те, що новий плазмовий пристрій може використовуватися скрізь, де потрібно як високошвидкісне джерело, в чисто оптичних чіпах, в змішаних оптоелектронних чіпах або забезпечувати швидкісний обмін даними між традиційними електронними чіпами і їх внутрішніми компонентами.»Такий пристрій є тим, чим досить довго потребувало технічне співтовариство» — розповідає Мэйкен Міккелсен (Maiken Mikkelsen), професор з університету Дюка, — «Отримавши в своє розпорядження швидкісний джерело світла, ми можемо починати думати про розробку швидкісних оптичних перемикаючих пристроїв, заснованих на розробленій нами технології, та інших компонентів, які зможуть стати «будівельними цеглинками» оптичних обчислювальних систем майбутнього».Пристрій являє собою срібний кубик, сторона якого дорівнює 75 нанометрам. Коли поверхня цього кубика освітлюється світлом лазера, вільні електрони на поверхні матеріалу починають коливатися, створюючи плазмони і плазмонні хвилі. Коливання плазмонів створюють інтенсивне електромагнітне поле між срібним нанокубиком і листом золота, товщина якого складає всього 20 атомів. Це поле взаємодіє з квантовими точками, сферами з напівпровідникового матеріалу, діаметром 6 нанометрів, які затиснуті між одній з площин кубика і листом золота. Саме ці квантові точки, черпаючи енергію електромагнітного поля, є високоефективними фотонними випромінювачами, які можуть включатися і виключатися зі швидкістю 90 мільярдів разів на секунду.В даний час дослідна група працює над тим, щоб перетворити створений ними плазмонний пристрій як джерело одиничних фотонів, компонент, який є основою систем безпечних квантових комунікацій. Для цього вчені поміщають у проміжок між гранню куба і золотою фольгою всього одну квантову точку. Крім цього, вчені намагаються збільшити ефективність розробленого ними світло випромінюючого пристрою, підбираючи комбінації розташування і орієнтації квантових точок у просторі. А в недалекій перспективі вчені планують позбутися від зовнішньої оптичної накачки їх світлом випромінюючого пристрою, замінивши їх більш простим електричним накачуванням, що дозволить значно спростити пристрої, у яких будуть використовуватися такі джерела світла.