Переход с электрических на фотонные схемы способен ускорить обработку информации в процессорах и практически избавить их от тепловых потерь, однако для этого сначала требуется решить проблему миниатюризации оптических цепей.

В обычных условиях фотоны из пересекающихся световых лучей не замечают друг-друга. Чтобы заставить их взаимодействовать подобно электронам, применяются особые нелинейные оптические среды. Однако нелинейные эффекты, как правило, проявляются очень слабо, и фотоны должны проходить в таком материале значительное расстояние (чтобы успели накопиться изменения).

Команда из Лондонского Имперского Колледжа смогла сократить дальность такого пробега до одного микрометра. Для этого они втиснули свет в канал шириной всего 25 нм: возросшая интенсивность позволила фотонам более активно взаимодействовать на короткой дистанции.

Добиться этого удалось, применив металлический канал для фокусировки света внутри полимера, ранее исследовавшегося на предмет использования в солнечных батареях.

Металлы более эффективно фокусируют свет, чем традиционные прозрачные материалы, и к тому же могут использоваться как проводники электрических сигналов. Благодаря этому, новая технология отличается не только высокой эффективностью, но и удобством интеграции с современными электронными схемами.

В ходе этого исследования было найдено потенциальное решение и ещё одной наболевшей проблемы нелинейной оптики. Лучи разного цвета распространяются в нелинейных средах с неодинаковыми скоростями, из-за чего происходит рассогласование сигналов. Благодаря тому, что пробег фотонов сократился в 10 тыс раз., они не успевают потерять синхронизацию. Это устраняет проблему и позволяет сделать нелинейные устройства более универсальными компонентами оптических вычислений.