Vedci zo Skolkova a Univerzity vo Wuppertale urobili významný krok vpred vo vývoji optických výpočtových systémov. Podarilo sa im vytvoriť univerzálny optický logický člen, ktorý pracuje rýchlosťou až 240 GHz a to pri izbovej teplote. Tento optický logický člen typu NOR funguje výlučne na báze svetla, bez potreby elektrického prúdu, čo výrazne znižuje prehrievanie systému a otvára cestu k výkonným, energeticky efektívnym počítačom novej generácie. Na tému upozornil portál Phys.

Cesta k super-rýchlym optickým počítačom

Základom tejto technológie je jav známy ako polaritónová kondenzácia. V podstate ide o špeciálny stav kvázičastíc vznikajúcich spojením fotónov a excitónov v organickom mikrorezonátore. Vedci zistili, že práve rýchlosť, s akou sa tieto polaritóny dokážu úplne vyčerpať po vykonaní jednej logickej operácie, určuje maximálnu pracovnú frekvenciu zariadenia.

PhysRevB.111.L161403

Problém je, že ak zostanú zvyškové polaritóny po prvej operácii, môžu neúmyselne zosilniť nasledujúci logický impulz, čo vedie k narušeniu výpočtu. Riešením je podľa vedcov presne načasovanie impulzov a zohľadnenie javu nazývaného bimolekulárne zhášanie, ktoré ovplyvňuje výkon zariadenia pri vysokých frekvenciách.

Ako uviedol hlavný autor štúdie Mikhail Misko, „naša štúdia odhalila, že náš logický člen môže fungovať pri 240 GHz. Tiež sme popísali účinok bimolekulárneho zhášania, ktorý je dôležité brať do úvahy pri výpočtoch, keďže obmedzuje maximálnu taktovaciu frekvenciu polaritónového zariadenia – delokalizácia polaritónov vedie k dodatočným stratám.“

Wallpaperscraft

Tisíckrát rýchlejšie ako než dnešné elektronické počítače

Tento výskum je ďalším dôležitým krokom k optickým počítačom, ktoré dokážu pracovať stonásobne až tisícnásobne rýchlejšie než súčasné elektronické počítače. Výhodou však nie je len samotná rýchlosť, ale aj fakt, že sú energeticky efektívnejšie, keďže optické systémy netrpia prehrievaním ako klasické tranzistory.

Optické logické členy sa dajú reprodukovať a prepájať, čím vznikajú základné stavebné bloky plne optických procesorov. Výskumný tím okolo profesora Pavlosa Lagoudakisa z Laboratória hybridnej fotoniky v Skolteche pokračuje v práci, ktorá môže v budúcnosti úplne zmeniť spôsob, akým budeme pracovať s dátami.

Čítajte viac z kategórie: Novinky