從字面上看，計算的未來是光明的。

哈佛大學約翰·保爾森工程與應用科學學院（SEAS）的研究人員與麥克馬斯特大學和匹茲堡大學的研究人員合作，開發了一個用于全光計算的新平臺，這意味著僅用光束進行計算。

SEAS的研究生，該研究的第一作者之一阿莫斯·米克斯（Amos Meeks）表示：“目前大多數計算都使用諸如金屬線，半導體和光電二極管之類的堅硬材料將電子設備耦合到光。”“全光學計算的思想是去除那些剛性部件并用光控制光。例如，想象一下，一個完全軟的，無電路的機器人，它受到太陽光的驅動。”

這些平臺依賴于所謂的非線性材料，該非線性材料響應于光的強度而改變其折射率。當光透過這些材料時，光束路徑中的折射率會增加，從而產生自己的光波導。當前，大多數非線性材料需要大功率激光器，或者由于光的傳輸而永久改變。

在這里，研究人員開發了一種根本上新的材料，該材料在低激光功率下利用可逆溶脹和收縮在水凝膠中改變折射率。

水凝膠由像海綿一樣被水溶脹的聚合物網絡和少量稱為螺吡喃的光響應分子組成（與用于過渡鏡片著色的分子相似）。當光線照射到凝膠上時，光線下方的區域會收縮少量，從而使聚合物富集并改變折射率。當燈熄滅時，凝膠返回其原始狀態。當多束光束穿過材料時，即使在很遠的距離上，它們也會相互作用并相互影響。光束A可以抑制光束B，光束B可以抑制光束A，兩者都可以互相抵消，或者都可以通過-形成光學邏輯門。

麥克馬斯特化學與化學生物學副教授，該研究的共同作者卡萊切爾維·薩拉瓦那穆圖（Kalaichelvi Saravanamuttu）表示：“盡管它們是分開的，但光束仍會相互看見并發生變化。”“從長遠來看，我們可以想象使用這種智能響應能力來設計計算操作。”

“我們不僅可以設計光響應材料，在有光的情況下可逆地切換其光學，化學和物理性質，而且我們可以利用這些變化創建光通道或自陷束，以引導和操縱光。”薩拉瓦那穆圖實驗室的研究生德里克·莫里姆（Derek Morim）說。

SEAS的艾米·史密斯·貝里爾森（Amy Smith Berylson）材料科學教授，該研究的共同作者，喬安娜·艾森伯格（Joanna Aizenberg）說：“材料科學正在發生變化。”“能夠根據環境優化自身性能的自調節自適應材料替代了靜態的，低能耗的，外部調節的類似物。我們可逆響應的材料以極小的強度控制光，這是這一有希望的技術革命的又一例證。”

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