2026年8月20日——一个国际研究团队首次在室温条件下实现了多个微型激光器的自发同步，从而创造出一种相干且可重构的光源。

这一发现可能是迈向成本更低、可重构且易获取的光子计算的第一步。

大多数标准计算机利用电子处理数据，而光子计算机使用光的粒子，其优势在于速度更快、能够同时处理更多数据，并且所需能量更少。

由南安普顿大学领导的科学家团队开发出一种方法，可将尺寸比人类头发丝宽度小数十倍的微型激光器排列成一种被称为“超模”的集体宏观状态。激光器同步对未来计算机和光学技术提高处理速度与效率具有长期潜力。

这些物理学家还来自波兰的华沙大学和军事技术大学，以及法国克莱蒙奥弗涅大学帕斯卡研究所，相关成果已发表在期刊 《自然·通讯》 上。

该团队利用基于液晶和有机染料分子的系统实现了“超模”状态。空间上分离的微型激光器是在光学微腔内实现的——这种微观结构旨在将光限制在微小体积内。

科学家们使微型激光束自发同步，使其表现为一个统一的“相干”光发射体，所有激光束都被锁定在相同的频率和相同的相位上。

此前，此类激光控制大多是在高度专业化的半导体微腔中实现的，且需在低于零下250摄氏度的低温条件下运行，而该团队成功地在室温下实现了这一目标。

“我们的研究结果表明，要实现这种光的集体行为，并不需要复杂的光-物质耦合态或低温环境，”文章第一作者、实验构思者、南安普顿大学光电研究中心的Dmitriy Dovzhenko表示，“我们可以在一个更简单、更实用的平台上获得类似效果，该平台具备全光可重构性、电可调性以及环境条件下的稳定运行能力。”

这一新平台的一个关键优势在于其电可调性。通过施加微小电压，研究人员可以重新定向微腔内的液晶分子，从而改变光的传播方式和激光器的运行方式。此外，得益于光学可重构特性，微型激光器在同一器件内的相对位置可以轻松重新调整。

华沙大学物理学院的Jacek Szczytko在评价该团队系统的成功时表示：“这是一种截然不同的激光耦合方式。我们并非依赖光与物质之间的强相互作用，而是利用光本身的传播。”

由于该系统可在室温下运行，并且使用了成熟材料，它为未来实用器件的发展铺平了一条前景广阔的道路。