Cahaya itu cepat. Sangat membutakan. Kecepatan itulah yang menyebabkan serat optik membawa internet. Namun bagi komputer yang mencoba memproses informasi, kecepatan yang sama itu memusingkan. Anda tidak bisa berpegang pada cahaya. Anda tidak dapat menjedanya. Anda tidak bisa membuatnya menunggu gilirannya. Sampai sekarang.
Para peneliti dari Universitas Nasional Seoul dan Universitas Korea Selatan telah membuat sebuah chip yang dapat memperbaiki masalah ini. Ini memperlambat cahaya sesuai perintah.
Ini bukan sekedar trik teoritis. Ini adalah chip fotonik yang dapat diprogram yang dirancang untuk tugas berat pada server AI masa depan. Jika komputasi optik ingin menggantikan perangkat elektronik yang boros daya, maka diperlukan memori. Itu membutuhkan buffer. Dibutuhkan kemampuan untuk menunda sinyal tanpa kehilangannya.
Tim yang dipimpin oleh Profesor Namkyoo Park, Sunkyu Yu, dan Xianji Piao, mempublikasikan temuan mereka di Advanced Science. Mereka berpendapat bahwa hambatan dalam komputasi optik saat ini bukanlah kecepatan. Itu adalah kontrol.
Mengapa chip optik tradisional kurang fleksibel
Untuk memahami terobosan ini, Anda harus melihat perangkat kerasnya. Kebanyakan sirkuit terpadu fotonik (PIC) menggunakan struktur berdasarkan transparansi yang diinduksi resonator berpasangan, atau CRIT.
Berikut mekanismenya. CRIT menggunakan interferensi antara beberapa resonator optik. Ini memungkinkan frekuensi cahaya tertentu lewat sambil memperlambatnya. Ini menciptakan efek “cahaya lambat” yang diperlukan untuk buffering.
Tapi ada batasannya.
Perangkat CRIT konvensional bersifat statis. Setelah diproduksi, karakteristik pengoperasiannya dikunci. Rentang frekuensinya? Tetap. Durasi penundaan? Tetap. Jika Anda memerlukan penundaan yang lebih lama, Anda memerlukan chip yang berbeda. Jika Anda perlu mengubah frekuensi, Anda memerlukan perangkat keras baru.
Untuk pusat data yang menjalankan AI generatif, kekakuan ini memerlukan biaya yang mahal. Itu membuat sistem menjadi rumit. Ini meningkatkan waktu pengembangan. Hal ini memaksa para insinyur untuk membangun komponen terpisah untuk sinkronisasi sinyal, buffering optik, dan konversi frekuensi.
Perangkat keras optik tetap merupakan penghalang signifikan bagi server AI yang memproses informasi dalam jumlah besar secara real-time.
Dua skrup menciptakan cahaya yang dapat diprogram
Para peneliti yang berbasis di Seoul mengubah fisika.
Mereka berhenti memperlakukan mode terang dan gelap pada sistem CRIT sebagai masalah terpisah. Sebaliknya, mereka memperlakukannya sebagai satu kesatuan derajat kebebasan. Kemudian, mereka menambahkan dua skrup loop yang dapat disesuaikan.
Perubahan struktural kecil ini berhasil.
Dengan memperlakukan interferensi antar mode sebagai parameter desain tunggal, tim membuat struktur resonator dapat dikonfigurasi ulang setelah fabrikasi. Chipnya tidak lagi statis. Ini dapat diprogram.
Analisis teoretis menunjukkan bahwa kedua loop coupler ini mengendalikan segalanya. Lebar pita sandi? Dapat disesuaikan. Bentuk transmisinya? Dapat dikonfigurasi ulang. Penundaannya? Dinamis.
Anda dapat mengubah kecepatan pulsa optik saat sirkuit sedang berjalan. Anda dapat mengubah cahaya antar frekuensi tanpa menambahkan komponen khusus tambahan. Penundaan sinyal disesuaikan tanpa mengorbankan kinerja.
Inilah yang membuatnya menjadi chip fotonik yang dapat diprogram. Ini berperilaku lebih seperti perangkat lunak daripada perangkat keras tradisional.
Keandalan dunia nyata dalam silikon nitrida
Apakah ini berhasil dalam praktiknya? Atau hanya dalam simulasi?
Tim menguji desain tersebut menggunakan simulasi elektromagnetik tiga dimensi. Mereka menargetkan platform silikon nitrida ($Si_3N_4$). Bahan ini umum digunakan dalam fotonik komersial.
Mereka tidak sekadar menguji jalan bahagia. Mereka menyimulasikan mimpi buruk manufaktur di dunia nyata. Kerugian materi? Termasuk. Perbedaan kualitas resonator? Termasuk. Hamburan balik dan crosstalk termal? Termasuk. Kesalahan fase pada skrup? Termasuk.
Hasilnya stabil. Desainnya beroperasi dengan andal dalam kondisi realistis.
Hal ini penting karena ini berarti teknologi dapat berpindah dari kertas ke produksi. Arsitektur sirkuit tunggal sekarang dapat menggabungkan sinkronisasi sinyal, jalur penundaan variabel, dan buffer optik. Semuanya dalam satu chip.
Satu chip menggantikan banyak komponen
Jika teknologi ini berkembang, maka akan mengubah keekonomian komputasi optik.
Saat ini, pemrosesan sinyal memerlukan banyak komponen terpisah. Masing-masing menambah biaya. Masing-masing menambah ukuran. Masing-masing mengkonsumsi daya.
Chip optik yang dapat diprogram menggabungkan fungsi-fungsi ini. Itu dapat mengubah kecepatan sinyal dan mengalihkan tugas dengan cepat. Anggap saja sebagai sistem cahaya yang ditentukan oleh perangkat lunak.
Manfaatnya jelas:
- Konsumsi energi yang lebih rendah di pusat data.
- Peralatan komunikasi optik yang lebih kecil dan lebih murah.
- Pemrosesan lebih cepat untuk mengemudi otonom dan teknologi kuantum.
Profesor Namkyun Park mencatat pentingnya hal ini. Penelitian ini mengusulkan prinsip desain baru. Hal ini memungkinkan aliran cahaya dikonfigurasi ulang sesuai kebutuhan. Tujuannya adalah sirkuit fotonik skala besar yang dapat diprogram berdasarkan fotonik silikon.
Rekan penulis pertama Dr. Seungkyn Park dan Ph.D. siswa Beomjoo Chae menekankan perubahan perspektif. Menafsirkan ulang fisika resonator fotonik konvensional dapat membuka fungsi baru. Mereka berencana untuk beralih ke implementasi perangkat praktis dan validasi eksperimental.
Referensi untuk penelitian ini adalah “Fully Programmable Slow Light Based a Spinor Representation of General Coupled-Resonator-Transparency,” diterbitkan pada bulan Juni 2026 di Advanced Science (DOI: 10.10002/advs.6378). Dukungan datang dari Kementerian Ilmu Pengetahuan dan TIK.
Implikasinya luas. Metode ini dapat diterapkan di luar CRIT ke banyak rangkaian fotonik berbasis resonator. Hal ini menunjukkan masa depan di mana cahaya tidak hanya disalurkan, namun juga dirancang. Terkendali. Melambat.
Kita telah lama menganggap cahaya sebagai sesuatu yang bisa lolos. Sekarang, kita bisa menangkapnya.
