哈佛大学约翰·A·保尔森工程与应用科学学院（SEAS）的研究人员与麦克马斯特大学和匹兹堡大学的研究人员合作，开发了一个用于全光计算的新平台，这意味着计算只能用光束完成。“现在的大多数计算都使用硬材料，如金属线、半导体和光电二极管，将电子器件与光耦合，”海洋研究生、该研究的第一作者之一阿莫斯·米克斯说全光计算的思想是去除这些刚性元件，用光控制光。例如，想象一下，一个完全柔软、无电路的机器人，由太阳光驱动。”

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这些平台依赖于所谓的非线性材料，它们根据光的强度改变 6park.com
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折射率。当光通过这些材料照射时，光束路径上的折射率增加，产生自己的光波导。目前，大多数非线性材料需要高功率激光或通过光的传输而永久改变。
在这里，研究人员开发了一种基本的新材料，它利用水凝胶在低激光功率下的可逆溶胀和收缩来改变折射率。
水凝胶是由一个被水膨胀的聚合物网络（如海绵）和少量的光响应分子（如螺吡喃）组成（螺吡喃类似于用来给过渡透镜着色的分子）。当光通过凝胶时，光下的区域会收缩少量，使聚合物聚集并改变折射率。当光线关闭时，凝胶恢复到原来的状态。
当多个光束通过材料照射时，它们相互作用并相互影响，甚至在很远的距离。光束A可以抑制光束B，光束B可以抑制光束A，两者可以相互抵消，或者两者都可以通过——形成一个光学逻辑门。
麦克马斯特大学化学和化学生物学副教授、该研究的联合资深作者卡莱切尔维·萨拉瓦纳穆图说：“尽管它们是分开的，但光束仍然相互看到，并因此发生变化。”从长远来看，我们可以想象，利用这种智能响应能力设计计算操作。”

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萨拉瓦纳穆图实验室研究生、合著者德里克·莫里姆说：“我们不仅可以设计出光响应材料，在光的存在下可逆地改变它们的光学、化学和物理特性，而且我们可以利用这些变化创造出光通道，或自陷光束，来引导和操纵光。”。
“材料科学正在改变，”乔安娜·艾森伯格说，她是艾米·史密斯·贝里森海洋材料科学教授，也是这项研究的联合高级作者能够根据环境优化自身特性的自我调节、自适应材料取代了静态、低能耗、外部调节的类似物。我们的可逆响应材料可以在非常小的强度下控制光线，这再次证明了这场充满希望的技术革命。”