Ordinateur optique

Une des méthodes de prédilection afin de caractériser de très petits objets est de simplement les éclairer à l’aide d’une source lumineuse et d’analyser les propriétés de la lumière loin de l’objet. En effet, lorsque celle-ci interagit avec l’objet, ses propriétés changent. On dit alors qu’elle est diffractée. Projeter la lumière diffractée sur un écran ou bien une caméra peut alors donner une idée de la structure de l’objet éclairé. Il est en revanche très difficile de retrouver de manière non-ambiguë la forme exacte de l’objet à l’origine de la diffraction et ce, même avec des super calculateurs classiques. Il existe en effet un nombre titanesque d’objets différents qui peuvent donner à la lumière diffractée les mêmes propriétés.

Une équipe de chercheurs de l’Institut Weizmann dirigée par le professeur Nir Davidson propose une nouvelle solution basée sur l’utilisation d’une cavité laser afin de remédier à ce problème. A chaque aller-retour dans la cavité laser, la lumière élimine les solutions qui sont les moins optimales. Ce que ferait un super calculateur en somme, mais la lumière parvient à le faire un million de fois plus rapidement ! Sur l’image, vous pouvez ainsi voir les reconstructions (rangée inférieure) d’objets (rangée supérieure), obtenues en une centaine de nanosecondes seulement.

Cette prouesse fait maintenant l’objet d’un brevet et une start-up, « Light Solver », s’inspire de cette technique. L’avenir de l’informatique sera-t-il quantique ou optique ?

Sources :

• https://wis-wander.weizmann.ac.il/space-physics/returning-light
• https://advances.sciencemag.org/content/5/10/eaax4530

Rédacteur : Arnaud Courvoisier, doctorant à l’Institut Weizmann